JP2006201562A - Nonmagnetic one-component negative charge type spherical toner and color image forming apparatus - Google Patents

Nonmagnetic one-component negative charge type spherical toner and color image forming apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonmagnetic one-component negative charge type spherical toner providing stable color images free of degradation in image quality even in continuous printing and particularly suitable for use in a noncontact developing system while using large-particle-diameter alumina fine particles externally added as spacer particles, and also to provide a color image forming apparatus using the toner. <P>SOLUTION: The nonmagnetic one-component negative charge type spherical toner is obtained by externally adding alumina fine particles having an average particle diameter of 0.1-1.0 μm to toner base particles comprising at least a binder resin and a colorant and having a number average particle diameter of 4.5-9 μm, a particle size distribution in which an integrated value of ≤3 μm average particle diameter is ≤1%, and an average circularity of 0.95-0.99, wherein a work function (Φ<SB>t</SB>) of the toner base particles is made larger than a work function (Φ<SB>A</SB>) of the alumina fine particles at least by ≥0.4 eV. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真法における非磁性一成分負帯電球形トナー及びカラー画像形成装置に関する。   The present invention relates to a non-magnetic one-component negatively charged spherical toner and a color image forming apparatus in electrophotography.

電子写真法では、光導電性物質を設けた潜像坦持体に形成した静電潜像を着色剤を含有したトナーを用いて現像を行った後に、中間転写媒体に転写し、更に紙等の記録材にトナー画像を転写し、熱、圧力等により定着して複写物や印刷物を形成するものである。このような潜像坦持体を利用する場合において、例えば特許文献1には、トナー母粒子における外添剤粒子としてアルミナ微粒子を使用し、潜像坦持体表面に対する研磨作用により潜像坦持体表面を常に新鮮な状態に保持し、これによりカブリやトナー飛散といった問題の防止を図り、安定した画像形成とできること、また、アルミナ微粒子として0.1μm〜1.0μmの大粒径のアルミナ微粒子とするとよいことが記載されているが、大粒径のアルミナ微粒子は、粒径の小さいものに比べるとその質量の関係からトナー母粒子への付着力は小さくなりやすく、剥離しやいという問題がある。特に、アルミナ微粒子は硬度が高く、トナー母粒子からの遊離量が多いと装置各部材を研磨してしまうという問題がある。また、遊離量が多いと粉体特性や帯電特性に影響を与え、特に連続印字を行うとトナーの挙動が不連続的に変化するため、得られる画像濃度や色再現性等の画質が均一でなくなるという問題があり、フルカラー画像においては特に問題となる。また、大粒径のアルミナ微粒子を外添剤とするトナーを、非接触現像方式に適用しようとすると、大粒径のアルミナ微粒子のトナー母粒子からの遊離量が多い場合には、飛翔性が低下し、印字画像の安定性が低下する等の種々の問題が生じることが判明した。   In electrophotography, an electrostatic latent image formed on a latent image carrier provided with a photoconductive substance is developed using a toner containing a colorant, and then transferred to an intermediate transfer medium, and further, paper or the like. The toner image is transferred to the recording material and fixed by heat, pressure or the like to form a copy or printed matter. In the case of using such a latent image carrier, for example, in Patent Document 1, alumina fine particles are used as external additive particles in toner base particles, and the latent image is supported by a polishing action on the surface of the latent image carrier. The body surface is always kept fresh, thereby preventing problems such as fogging and toner scattering and stable image formation, and alumina fine particles having a large particle size of 0.1 μm to 1.0 μm. Although it is described that the fine particles of the alumina particles are large, the adhesion force to the toner base particles is likely to be small due to the mass of the fine particles of the alumina particles having a small particle size, and it is easy to peel off. There is. In particular, the alumina fine particles have a high hardness, and there is a problem in that each member of the apparatus is polished if the amount of release from the toner base particles is large. In addition, if the amount of liberation is large, the powder characteristics and charging characteristics will be affected. Especially when continuous printing is performed, the behavior of the toner changes discontinuously, so that the obtained image quality such as image density and color reproducibility is uniform. This is a problem particularly in full-color images. In addition, if a toner having large particle size alumina fine particles as an external additive is applied to the non-contact development method, if the amount of large particle size alumina fine particles released from the toner base particles is large, the flying property is high. It has been found that various problems occur, such as a decrease in the stability of the printed image.

また、外添剤に関する従来技術としては、トナー母粒子に粒子径の異なる3種類の外添剤を外添することが、例えば特許文献2や特開平11−184144号公報に記載され、また、トナー母粒子に、トナー母粒子とは帯電極性を逆極性とする大粒子径の外添剤や研磨剤を外添することが特許文献3や特開2003−322998に、また、大粒径無機微粒子を外添することが特許文献4で知られているが、いずれにあっても、長時間連続印字を行っていくとトナー表面より外添剤が遊離し、遊離した外添剤が潜像坦持体表面や中間転写媒体表面に付着し、カブリや逆転写トナーの増加といった問題があり、また、転写効率の低下につながるという問題がある。この現象は、遊離した逆極性の外添剤や転写残りの負帯電トナーが潜像坦持体上に固着し、中間転写媒体に転写されないことにより発生するものであり、また、遊離した外添剤は現像部材表面の磨耗を促進するという問題がある。例えば非磁性一成分現像ローラにあってはその表面の凹凸(Rz)が小さくなり、搬送トナー量の変化をもたらす。   Further, as a conventional technique related to external additives, for example, external addition of three types of external additives having different particle diameters to toner base particles is described in Patent Document 2 and JP-A No. 11-184144, Patent Document 3 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-322998 indicate that external additives or abrasives having a large particle size with a charging polarity opposite to that of the toner mother particles are externally added to the toner mother particles. Patent Document 4 discloses that fine particles are externally added. However, in any case, when continuous printing is performed for a long time, the external additive is released from the toner surface, and the free external additive is transferred to the latent image. There are problems such as adhesion to the surface of the carrier and the surface of the intermediate transfer medium, an increase in fog and reverse transfer toner, and a decrease in transfer efficiency. This phenomenon is caused by the release of the external additive having the opposite polarity or the negatively charged toner remaining after transfer, which is fixed on the latent image carrier and is not transferred to the intermediate transfer medium. There is a problem that the agent promotes wear on the surface of the developing member. For example, in the case of a non-magnetic one-component developing roller, the unevenness (Rz) on the surface thereof becomes small, causing a change in the amount of toner transported.

そこで、遊離外添剤量を規制するものとして、特許文献5や特開2002−189309、特開2002−207314、特開2002−236386、特開2002−258522、特開2003−207942、特開2003−280240、特開2003−280253、及び特開2004−184719等が知られている。何れもクリーニング性を高め、潜像坦持体の磨耗を防止し、画質の改善や流動性を向上させ、フィルミングや磨耗を防止するとするが、トナー母粒子表面より大粒径の外添剤の遊離を積極的に防止するものではなく、その結果、印字画像の安定性や各種のフィルミング、また、磨耗の防止、さらに、トナーの帯電安定性を高めるにはまだ不利なところがあった。   Therefore, as a method for regulating the amount of free external additive, Patent Document 5, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-189309, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-207314, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-236386, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-258522, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-207942, and Japanese Patent Laid-Open No. 2003-2003. -280240, JP-A-2003-280253, JP-A-2004-184719, and the like are known. Both improve cleaning, prevent wear of the latent image carrier, improve image quality and fluidity, and prevent filming and wear. As a result, there are still disadvantages in the stability of the printed image, various filming, the prevention of wear, and the improvement of the charging stability of the toner.

また、トナーや外添剤の仕事関数を規定し、画質の改善や帯電特性の安定化を図ることが、例えば特許文献6や特開平11−174726号公報、特開2003−202696等により知られ、また、特許文献7には外添剤の仕事関数を規定することで安定した帯電特性や転写効率の向上を図ることが記載されているが、何れも、数万頁の連続印字後においても、初期のトナー特性を維持できるものではなく、フィルミングや磨耗を防止し、安定したカラー画像を与えるには不十分である。
特開平8−69123号公報 特開昭63−289559号公報 特開2002−318467 特開2003−322998 特開2001−117267 特開平6−332236号公報 特開2003−295503
Further, for example, Patent Document 6, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-174726, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-202696, and the like are known to define work functions of toner and external additives to improve image quality and stabilize charging characteristics. In addition, Patent Document 7 describes that the charging function and the transfer efficiency are improved by defining the work function of the external additive, but both of them can be used even after continuous printing of tens of thousands of pages. The initial toner characteristics cannot be maintained, and it is insufficient to prevent filming and wear and to provide a stable color image.
JP-A-8-69123 JP 63-289559 A JP 2002-318467 A JP 2003-322998 A JP 2001-117267 A JP-A-6-332236 JP 2003-295503 A

本発明は、連続印字においても画質の劣化のない安定したカラー画像を与えることができ、特に、大粒径のアルミナ微粒子をスペーサ粒子として外添して非接触現像方式に適用するのに好適な非磁性一成分負帯電球形トナーと、そのトナーを使用したカラー画像形成装置の提供を課題とする。   The present invention can provide a stable color image without deterioration in image quality even in continuous printing, and is particularly suitable for application to a non-contact development system by externally adding alumina particles having a large particle size as spacer particles. An object is to provide a non-magnetic one-component negatively charged spherical toner and a color image forming apparatus using the toner.

本発明の非磁性一成分負帯電球形トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなり、個数基準の平均粒径が4.5〜9μmであり、3μm以下の平均粒径の積算値が1%以下である粒度分布を有し、かつ、平均円形度が0.95〜0.99であるトナー母粒子に、平均粒子径が0.1μm〜1.0μmのアルミナ微粒子を外添した非磁性一成分負帯電球形トナーにおいて、前記トナー母粒子の仕事関数(Φt )を前記アルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )より少なくとも0.4eV以上大きくしたことを特徴とする。 The non-magnetic one-component negatively charged spherical toner of the present invention comprises at least a binder resin and a colorant, and has a number-based average particle diameter of 4.5 to 9 μm, and an integrated value of average particle diameters of 3 μm or less is 1. % Non-magnetic toner particles having an average particle size of 0.1 μm to 1.0 μm externally added to toner base particles having a particle size distribution of not more than% and an average circularity of 0.95 to 0.99. In the one-component negatively charged spherical toner, the work function (Φ t ) of the toner base particles is at least 0.4 eV greater than the work function (Φ A ) of the alumina fine particles.

トナー母粒子の仕事関数(Φt )が5.2〜5.8eVであると共にアルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )が4.8〜5.3eVであることを特徴とする。 The work function (Φ t ) of the toner base particles is 5.2 to 5.8 eV, and the work function (Φ A ) of the alumina fine particles is 4.8 to 5.3 eV.

アルミナ微粒子が、α型アルミナ微粒子であることを特徴とする。   The alumina fine particles are α-type alumina fine particles.

トナー母粒子が、溶解懸濁法により得られるものであることを特徴とする。   The toner base particles are obtained by a dissolution suspension method.

トナー母粒子が、該トナー母粒子中に含有される着色剤をトナー母粒子表面に存在させるものであることを特徴とする。   The toner base particles are characterized in that the colorant contained in the toner base particles is present on the surface of the toner base particles.

非磁性一成分負帯電球形トナーがフルカラートナーであることを特徴とする。   The non-magnetic one-component negatively charged spherical toner is a full color toner.

本発明のカラー画像形成装置は、潜像坦持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を、逐次、複数の現像器を用いて非磁性一成分方式により現像してカラートナー像を形成した後、該潜像坦持体に形成されたトナー像を中間転写媒体に転写してカラートナー像を形成し、記録材上に転写し、定着するカラー画像形成装置において、該トナーが、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなり、個数基準の平均粒径が4.5〜9μmであり、3μm以下の平均粒径の積算値が1%以下である粒度分布を有し、かつ、平均円形度が0.95〜0.99であるトナー母粒子に、平均粒子径が0.1μm〜1.0μmのアルミナ微粒子を外添した非磁性一成分負帯電球形トナーであって、前記トナー母粒子の仕事関数(Φt )を前記アルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )より0.4eV以上大きくしたことを特徴とする。 The color image forming apparatus of the present invention forms an electrostatic latent image on a latent image carrier, and sequentially develops the electrostatic latent image using a plurality of developing devices by a non-magnetic one-component method. In a color image forming apparatus in which a toner image formed on the latent image carrier is transferred to an intermediate transfer medium to form a color toner image, transferred onto a recording material, and fixed after the image is formed. Is composed of at least a binder resin and a colorant, and has a particle size distribution in which the average particle size based on the number is 4.5 to 9 μm, the integrated value of the average particle size of 3 μm or less is 1% or less, and A non-magnetic one-component negatively charged spherical toner obtained by externally adding alumina fine particles having an average particle size of 0.1 μm to 1.0 μm to toner base particles having an average circularity of 0.95 to 0.99, work function ([Phi t) the work function of the alumina particles of the toner base particles ([Phi a Characterized in that larger and more 0.4eV or more.

現像方式が、非接触現像方式であることを特徴とする。   The development system is a non-contact development system.

カラー画像形成装置が、4サイクル方式のロータリー現像方式を採用したことを特徴とする。   The color image forming apparatus employs a four-cycle rotary development system.

カラー画像形成装置が、タンデム方式の現像方式を採用したことを特徴とする。   The color image forming apparatus employs a tandem developing system.

本発明の非磁性一成分負帯電球形トナーは、トナー母粒子の仕事関数(Φt )を大粒径のアルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )より大きくすることによりアルミナ微粒子の遊離を防止できるので、長期の連続印字としてもカラー画質を安定して出力できる。特に、非接触現像に使用すると、トナーの飛翔性低下のない非磁性一成分負帯電球形トナーとできる。また、大粒径のアルミナ微粒子が遊離しないので、潜像坦持体や現像部材、規制部材、中間転写媒体における磨耗が低減できる。 The non-magnetic one-component negatively charged spherical toner of the present invention can prevent the release of the alumina fine particles by making the work function (Φ t ) of the toner base particles larger than the work function (Φ A ) of the alumina fine particles having a large particle size. Color image quality can be output stably even for long-term continuous printing. In particular, when used for non-contact development, a non-magnetic one-component negatively charged spherical toner that does not cause a decrease in toner flying property can be obtained. Further, since the alumina fine particles having a large particle diameter are not liberated, the wear on the latent image carrier, the developing member, the regulating member, and the intermediate transfer medium can be reduced.

大粒径のアルミナ微粒子を外添処理したトナーにおいては、大粒径のアルミナ微粒子が遊離し、長期の連続印字において安定したカラー画質とできないといった問題があり、特に、非磁性一成分非接触現像方式に使用されるとトナーの飛翔性の低下が生じ、安定したカラー画質を得るための障害となっており、大粒径のアルミナ微粒子の遊離を低減させることが必要である。本発明者等は、トナー母粒子の仕事関数(Φt )を大粒径のアルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )より大きくする、すなわち、Φt >ΦA とし、特にΦt −ΦA >0.4(eV)のものとすることにより、長期の連続印字においてトナー母粒子からのアルミナ微粒子の遊離の少ない非磁性一成分負帯電球形トナーとできることを見出したものである。 The toner with externally added large particle size alumina fine particles has the problem that large particle size alumina fine particles are liberated and stable color image quality cannot be achieved in long-term continuous printing, especially non-magnetic one-component non-contact development. When used in the system, the flying property of the toner is lowered, which is an obstacle to obtaining a stable color image quality, and it is necessary to reduce the liberation of large-diameter alumina fine particles. The inventors of the present invention make the work function (Φ t ) of the toner base particles larger than the work function (Φ A ) of the large-diameter alumina fine particles, that is, Φ t > Φ A , especially Φ t −Φ A > It has been found that a non-magnetic one-component negatively charged spherical toner with little release of alumina fine particles from toner base particles can be obtained in long-term continuous printing by setting the toner to 0.4 (eV).

本発明における非磁性一成分負帯電球形トナーは、トナー母粒子に外添剤を外添させて形成される。トナー母粒子は、粉砕法、重合法、溶解懸濁法のいずれによっても作製可能である。   The nonmagnetic one-component negatively charged spherical toner in the present invention is formed by externally adding an external additive to toner base particles. The toner base particles can be produced by any of a pulverization method, a polymerization method, and a dissolution suspension method.

粉砕法による方法としては、バインダー樹脂に少なくとも顔料を含有し、離型剤、荷電制御剤等を添加し、ヘンシェルミキサー等で均一混合した後、2軸押し出し機で溶融混練され、冷却後、粗粉砕−微粉砕工程を経て、分級処理されてトナー母粒子とされる。   As a method by the pulverization method, at least a pigment is contained in a binder resin, a release agent, a charge control agent and the like are added, mixed uniformly with a Henschel mixer, etc., melt-kneaded with a twin screw extruder, cooled, Through a pulverization-fine pulverization step, classification is performed to form toner base particles.

バインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変成エポキシ樹脂、シリコーン変成エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂等を単独又は複合して使用できる。   Binder resins include polystyrene, poly-α-methylstyrene, chloropolystyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-acetic acid. Vinyl copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloroacrylic Homopolymer or copolymer containing styrene or styrene-substituted styrene resin such as acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, polyester resin, epoxy Resin, urethane modified epoxy Xylene resin, silicone modified epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin modified maleic acid resin, phenyl resin, polyethylene, polypropylene, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer, xylene resin, polyvinyl butyral Resins, terpene resins, phenol resins, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resins, etc. can be used alone or in combination.

バインダー樹脂には着色剤、離型剤、荷電制御剤等が添加される。フルカラー用着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、マグネタイト、チタンブラック、クロムイエロー、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン6G、カルコオイルブルー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、マラカイトグリーンレーキ、キノリンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド184、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ソルベント・イエロー162、C.I.ピグメント・ブルー5:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の染料および顔料を単独あるいは混合して使用できる。   A colorant, a release agent, a charge control agent, and the like are added to the binder resin. Colorants for full color include carbon black, lamp black, magnetite, titanium black, chrome yellow, ultramarine, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine 6G, calco oil blue, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal Malachite Green Lake, Quinoline Yellow, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 184, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Solvent Yellow 162, C.I. I. Pigment blue 5: 1, C.I. I. Dye and pigment such as CI Pigment Blue 15: 3 can be used alone or in combination.

離型剤としては、パラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、キャデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等が挙げられる。中でもポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、エステルワックス等を使用することが好ましい。   Examples of the mold release agent include paraffin wax, microwax, microcrystalline wax, cadilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax, polyethylene wax, polypropylene wax, oxidized polyethylene wax, oxidized polypropylene wax and the like. Among these, it is preferable to use polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, ester wax and the like.

荷電調整剤としては、オイルブラック、オイルブラックBY、ボントロンS−22(オリエント化学工業(株)製)、ボントロンS−34(オリエント化学工業(株)製)、サリチル酸金属錯体E−81(オリエント化学工業(株)製)、チオインジゴ系顔料、銅フタロシアニンのスルホニルアミン誘導体、スピロンブラックTRH(保土ヶ谷化学工業(株)製)、カリックスアレン系化合物、有機ホウ素化合物、含フッ素4級アンモニウム塩系化合物、モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシルカルボン酸系金属錯体、芳香族ジカルボン酸系金属錯体、多糖類等が挙げられる。中でもカラートナー用には無色ないしは白色のものが好ましい。   As the charge control agent, oil black, oil black BY, Bontron S-22 (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), Bontron S-34 (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), salicylic acid metal complex E-81 (Orient Chemical) Industrial Co., Ltd.), thioindigo pigments, sulfonylamine derivatives of copper phthalocyanine, Spiron Black TRH (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), calixarene compounds, organic boron compounds, fluorine-containing quaternary ammonium salt compounds, Examples include monoazo metal complexes, aromatic hydroxyl carboxylic acid metal complexes, aromatic dicarboxylic acid metal complexes, polysaccharides, and the like. Of these, colorless or white toners are preferred for color toners.

トナー母粒子における成分比としては、バインダー樹脂100質量部に対して、着色剤は0.5〜15質量部、好ましくは1〜10質量部であり、また、離型剤は1〜10質量部、好ましくは2.5〜8質量部であり、また、荷電制御剤は0.1〜7質量部、好ましくは0.5〜5質量部である。   The component ratio in the toner base particles is 0.5 to 15 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, and 1 to 10 parts by weight of the release agent with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The charge control agent is 0.1 to 7 parts by mass, preferably 0.5 to 5 parts by mass.

粉砕法トナーにあっては、転写効率の向上のために球形化処理されるとよく、粉砕工程で、比較的丸い球状で粉砕可能な装置、例えば機械式粉砕機として知られるターボミル(ターボ工業製)を使用すれば円形度を0.93まで高めることができ、また、粉砕したトナーを熱風球形化装置(日本ニューマチック工業製)を使用することによって円形度を1.00まで高めることができる。   The pulverized toner is preferably spheroidized in order to improve transfer efficiency. In the pulverization process, a relatively round spherical device capable of being pulverized, for example, a turbo mill known as a mechanical pulverizer (manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.). ) Can be used to increase the degree of circularity to 0.93, and the degree of circularity can be increased to 1.00 by using a hot air spheronizing device (manufactured by Nippon Pneumatic Industry) for the pulverized toner. .

本発明におけるトナー母粒子としては、後述する重合法により得られるトナー母粒子、溶解懸濁法により得られるトナー母粒子を含め、平均円形度が0.95〜0.99に調節される。円形度が0.95より小さいと所望の転写効率は得られず、また、0.99より大きいとクリーニング性に問題が生じる。   As the toner base particles in the present invention, the average circularity is adjusted to 0.95 to 0.99, including toner base particles obtained by a polymerization method described later and toner base particles obtained by a dissolution suspension method. If the circularity is less than 0.95, a desired transfer efficiency cannot be obtained, and if it is more than 0.99, there is a problem in cleaning properties.

次に、重合法トナーは、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により得られるものであり、フルカラートナーに適したものとできる。懸濁重合法においては、重合性単量体、着色顔料、離型剤と、更に、必要により染料、重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤を添加した複合物を溶解又は分散させた単量体組成物を、懸濁安定剤(水溶性高分子、難水溶性無機物質)を含む水相中に攪拌しながら添加して造粒し、重合させて所望の粒子サイズを有する着色重合トナー粒子を形成するものである。重合法トナー作製に用いられる材料において、着色剤、離型剤、荷電制御剤に関しては、上述した粉砕トナーと同様の材料が使用できる。乳化重合法においては、単量体と離型剤、必要により更に重合開始剤、乳化剤(界面活性剤)などを水中に分散させて重合を行い、次いで凝集過程で着色剤、荷電制御剤と凝集剤(電解質)等を添加することによって所望の粒子サイズを有する着色トナー粒子を形成するものである。   Next, the polymerization toner is obtained by a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, a dispersion polymerization method, or the like, and can be made suitable for a full color toner. In the suspension polymerization method, a polymerizable monomer, a color pigment, a release agent, and a complex added with a dye, a polymerization initiator, a crosslinking agent, a charge control agent, and other additives as necessary are dissolved or dissolved. The dispersed monomer composition is added to an aqueous phase containing a suspension stabilizer (water-soluble polymer, poorly water-soluble inorganic substance) with stirring, granulated, and polymerized to obtain a desired particle size. The colored polymer toner particles are formed. In the materials used for the production of the polymerization toner, the same materials as those of the pulverized toner described above can be used for the colorant, release agent, and charge control agent. In the emulsion polymerization method, polymerization is performed by dispersing a monomer and a mold release agent, and if necessary, a polymerization initiator and an emulsifier (surfactant) in water, and then aggregating with a colorant, a charge control agent, and the like. Colored toner particles having a desired particle size are formed by adding an agent (electrolyte) or the like.

重合性単量体成分としては、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、ジビニルベンゼン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、無水マレイン酸、無水フタル酸、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピレン酸ビニル、アクリロニトリル、メタクリルニトリル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルナフタレン等が挙げられる。なお、フッ素含有モノマーとしては、例えば2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、フッ化ビニリデン、三フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロプロピレンなどはフッ素原子が負荷電制御に有効であるので負帯電トナーにおけるバインダー樹脂として使用が可能である。   Examples of the polymerizable monomer component include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-ethylstyrene, vinyltoluene, 2,4-dimethyl. Styrene, pn-butylstyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, divinylbenzene, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, Dodecyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, phenyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate , N-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, cinnamic acid, ethylene glycol, Propylene glycol, maleic anhydride, phthalic anhydride, ethylene, propylene, butylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinyl acetate, vinyl propyleneate, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl methyl ether, vinyl Examples include ethyl ether, vinyl ketone, vinyl hexyl ketone, and vinyl naphthalene. Examples of the fluorine-containing monomer include 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate, vinylidene fluoride, ethylene trifluoride, tetrafluoroethylene, trifluoropropylene, and the like. Can be used as a binder resin in negatively charged toner because fluorine atoms are effective for negative charge control.

乳化剤(界面活性剤)としては、例えばドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリオキシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル等がある。   Examples of the emulsifier (surfactant) include sodium dodecylbenzene sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate, calcium oleate, dodecyl ammonium chloride, dodecyl ammonium bromide. , Dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride, hexadecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl polyoxyethylene ether, hexadecyl polyoxyethylene ether, lauryl polyoxyethylene ether, sorbitan monooleate polyoxyethylene ether, and the like.

重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、4,4’−アゾビスシアノ吉草酸、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、2,2’−アゾビス−イソブチロニトリル等がある。   Examples of the polymerization initiator include potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, 4,4′-azobiscyanovaleric acid, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, 2,2′-azobis- There are isobutyronitrile and the like.

凝集剤(電解質)としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム、硫酸鉄等が挙げられる。   Examples of the flocculant (electrolyte) include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, lithium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate, zinc sulfate, aluminum sulfate, and iron sulfate. Can be mentioned.

重合法トナーの円形度の調節法としては、乳化重合法は2次粒子の凝集過程で温度と時間を制御することで、円形度を自由に変えることができ、その範囲は0.94〜1.00とでき、また、懸濁重合法では、真球のトナーが可能であるため、円形度は0.98〜1.00の範囲とできる。平均円形度を0.95〜0.99とするには、トナーのTg温度以上で加熱変形させることで適宜調節できる。   As a method for adjusting the circularity of the polymerization toner, the emulsion polymerization method can freely change the circularity by controlling the temperature and time during the aggregation process of the secondary particles, and its range is from 0.94 to 1. In the suspension polymerization method, since a true spherical toner is possible, the circularity can be in the range of 0.98 to 1.00. In order to set the average circularity to 0.95 to 0.99, it can be adjusted as appropriate by heat-deforming at or above the Tg temperature of the toner.

次に、溶解懸濁法トナーについて説明する。バインダー樹脂としては、上記粉砕トナーの項で説明したバインダー樹脂を用いることができるが、カラー発色性等の観点からポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂としては、特開2003−140380に記載のものが例示され、多塩基カルボン酸とジオール類との脱水縮合物であり、高分子量で高粘性となる架橋型のポリエステル樹脂と、低分子量の低粘性となる分岐型、或いは直鎖型ポリエステル樹脂をブレンドしたものがこのましい。また、カルボキシル基、スルホン基、リン酸基等の酸性基を有するとよく、中でも、カルボキシル基含有ポリエステル樹脂が好ましい。酸価が3〜20mgKOH/gのポリエステル樹脂とするとよく、2官能カルボン酸類及びジオール類との反応率を調整するか、または多塩基酸成分として無水トリメリット酸を使用して調整される。カルボキシル基含有ポリエステル樹脂は分散安定性に優れ、また、トナー母粒子化した際に負帯電性とできるので好ましい。   Next, the dissolution suspension method toner will be described. As the binder resin, the binder resin described in the above section of the pulverized toner can be used, but a polyester resin is preferable from the viewpoint of color developing properties. Examples of the polyester resin include those described in JP-A No. 2003-140380, which is a dehydration condensate of a polybasic carboxylic acid and a diol, a cross-linked polyester resin having a high molecular weight and high viscosity, and a low molecular weight A blend of a branched or linear polyester resin with low viscosity is preferable. Moreover, it is good to have acidic groups, such as a carboxyl group, a sulfone group, and a phosphoric acid group, and among them, a carboxyl group-containing polyester resin is preferable. A polyester resin having an acid value of 3 to 20 mg KOH / g is preferable, and the reaction rate with bifunctional carboxylic acids and diols is adjusted, or trimellitic anhydride is used as a polybasic acid component. A carboxyl group-containing polyester resin is preferable because it is excellent in dispersion stability and can be negatively charged when formed into toner base particles.

溶解懸濁法トナー母粒子は、このようにして得られるバインダー樹脂を使用し、特開2003−140380に記載の方法により調製されるとよく、バインダー樹脂と粉砕トナーの項で記載した着色剤、必要により離型剤や電荷制御剤とを有機溶媒中に溶解・分散した後、得られる有機溶媒への溶解・分散液に水性媒体を徐々に投入して転相乳化させることにより、混合物の微粒子を形成することができる。得られた微粒子を凝集させて所望の大きさの着色剤含有樹脂微粒子に造粒した後、分離・洗浄・乾燥の各工程を経てトナー母粒子とすることとができる。溶解懸濁法においては、乳化と会合を制御しながらトナー母粒子を製造することが可能である。   The solution suspension method toner base particles may be prepared by the method described in JP-A-2003-140380 using the binder resin thus obtained, and the colorant described in the section of binder resin and pulverized toner, If necessary, a release agent and a charge control agent are dissolved and dispersed in an organic solvent, and then an aqueous medium is gradually added to the resulting organic solvent to be dissolved and dispersed, followed by phase inversion emulsification. Can be formed. The obtained fine particles are agglomerated and granulated into colorant-containing resin fine particles having a desired size, and can be converted into toner mother particles through separation, washing and drying steps. In the dissolution suspension method, toner mother particles can be produced while controlling emulsification and association.

有機溶媒中への溶解・分散工程においては、バインダー樹脂を有機溶媒に溶解させた後、予備分散させておいた着色剤を追加投入して有機溶媒中への溶解・分散液を調製するとよい。また、転相乳化工程においては、溶解・分散液に塩基性中和剤を含有したイオン交換水(水性媒体)を徐々に添加して懸濁・乳化液の形成を行うとよく、有機溶媒と添加した水の合計量に対する水の比率が35〜65質量%となるように水を添加するとよい。   In the step of dissolving / dispersing in an organic solvent, after dissolving the binder resin in the organic solvent, a preliminarily dispersed colorant may be additionally added to prepare a solution / dispersion in the organic solvent. In the phase inversion emulsification step, ion-exchanged water (aqueous medium) containing a basic neutralizing agent is gradually added to the solution / dispersion to form a suspension / emulsion. Water may be added so that the ratio of water to the total amount of added water is 35 to 65% by mass.

転相乳化に際して使用される塩基性中和剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジエチルアミン、トリエチルアミン等の無機塩基、有機塩基類が例示される。また、有機溶媒としては、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素、エーテル、ケトン類、エステル類であり、具体的にはヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、塩化メチル、ジクロロメタン、塩化エチル、塩化プロピル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸プロピル等の単独、または2種以上混合して用いられる。また、乳化工程で使用される混合機としては、ホモミキサー、スラッシャ、ホモジナイザー、コロイドミル、メディアミル、キャビトロンなどの乳化分散機が使用できる。   Examples of the basic neutralizing agent used for phase inversion emulsification include inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, diethylamine, and triethylamine, and organic bases. Organic solvents include hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, ketones, and esters. Specifically, hexane, heptane, toluene, xylene, cyclohexane, methylcyclohexane, methyl chloride, dichloromethane, and ethyl chloride. Propyl chloride, dioxane, tetrahydrofuran, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, propyl acetate and the like, or a mixture of two or more thereof. In addition, as a mixer used in the emulsification step, an emulsifying disperser such as a homomixer, a slasher, a homogenizer, a colloid mill, a media mill, and a cavitron can be used.

本発明におけるトナー母粒子や後述するトナー粒子の個数平均粒径は、粉砕法トナー母粒子、重合法トナー母粒子、溶解懸濁法トナー母粒子共に9μm以下であることが好ましく、8μm〜4.5μmであることがより好ましい。個数平均粒径が9μmよりも大きいトナー粒子では、1200dpi以上の高解像度で潜像を形成しても、その解像度の再現性が小粒子径のトナーに比べて低下し、また4.5μm以下になると、トナーによる隠蔽性が低下するとともに、流動性を高めるために外添剤の使用量が増大し、その結果、定着性能が低下する傾向がある。   The number average particle size of the toner base particles and toner particles described later in the present invention is preferably 9 μm or less for all of the pulverized toner base particles, the polymerization method toner base particles, and the dissolution suspension method toner base particles. More preferably, it is 5 μm. For toner particles having a number average particle size larger than 9 μm, even when a latent image is formed at a high resolution of 1200 dpi or higher, the reproducibility of the resolution is lower than that of a small particle size toner, and is 4.5 μm or less. As a result, the concealability by the toner decreases, and the amount of the external additive used to increase the fluidity increases, and as a result, the fixing performance tends to decrease.

また、トナー母粒子の個数基準での粒度分布において、3μm以下の平均粒径を有する粒子の積算値が1%以下、好ましくは0.8%以下とするとよい。平均粒径が3μm以下の積算値が1%を超えると、トナー層規制部材による帯電付与が不十分となり、逆帯電トナーの発生、潜像坦持体上でのフィルミングの発生するので好ましくない。   In the particle size distribution based on the number of toner base particles, the integrated value of particles having an average particle size of 3 μm or less is 1% or less, preferably 0.8% or less. When the average value of the average particle size of 3 μm or less exceeds 1%, charging by the toner layer regulating member becomes insufficient, which causes undesirable generation of reversely charged toner and filming on the latent image carrier. .

また、本発明における上述したトナー母粒子や後述するトナー粒子の個数平均粒径、粒度分布、また、平均円形度は、フロー式粒子像分析装置(シスメックス製 FPIA2100)で測定した値である。   The number average particle diameter, particle size distribution, and average circularity of the above-described toner base particles and toner particles described later in the present invention are values measured by a flow type particle image analyzer (FPIA2100 manufactured by Sysmex).

トナー母粒子形状としては、真球に近い形状のトナー粒子が好ましい。具体的には、トナー母粒子は下記式
R=L0 /L1
{但し、式中、L1(μm)は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、L0(μm)は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい面積の真円(完全な幾何学的円)の周囲長を表す。}
で表される平均円形度(R)が0.95〜0.99、好ましくは0.972〜0.983とするとよい。これにより、転写効率が高く、連続印字しても転写効率の変動が少なく、帯電量の安定すると共に、クリーニング性にも優れるトナーとできる。
As the toner base particle shape, toner particles having a shape close to a true sphere are preferable. Specifically, the toner base particles are represented by the following formula:
R = L 0 / L 1
{However, in the formula, L 1 (μm) is the perimeter of the projected image of the toner particles to be measured, and L 0 (μm) is a perfect circle having an area equal to the area of the projected image of the toner particles to be measured (completely The perimeter of a geometric circle). }
The average circularity (R) represented by the formula is 0.95 to 0.99, preferably 0.972 to 0.983. As a result, the transfer efficiency is high, and even when continuous printing is performed, there is little fluctuation in the transfer efficiency, the charge amount is stabilized, and the toner has excellent cleaning properties.

次に、仕事関数(Φ)は、その物質から電子を取り出すために必要なエネルギーとして知られており、仕事関数が小さいほど電子を出しやすく、大きい程電子を出しにくい。そのため、負帯電性のトナー母粒子にトナー母粒子の仕事関数より小さい仕事関数のアルミナ微粒子を外添すると、トナー母粒子をより負帯電化させることができ、また、アルミナ微粒子との付着性に優れるものとなると考えられる。   Next, the work function (Φ) is known as the energy required to extract electrons from the substance. The smaller the work function, the easier it is to emit electrons, and the larger the work function, the less difficult it is to emit electrons. Therefore, external addition of alumina fine particles having a work function smaller than the work function of the toner base particles to the negatively chargeable toner base particles can make the toner base particles more negatively charged, and also improves adhesion to the alumina fine particles. It will be excellent.

仕事関数は下記の測定方法により測定されるものであり、その物質から電子を取り出すためのエネルギー(eV)として数値化され、種々の物質間の接触による帯電性を評価しうるものである。仕事関数は、表面分析装置(理研計器(株)製AC−2、低エネルギー電子計数方式)を使用して測定される。本発明にあっては、該装置において、重水素ランプを使用し、金属メッキを施した現像ローラは照射光量10nWで、それ以外の測定では照射光量500nWに設定し、分光器により単色光を選択し、スポットサイズ4mm角とし、エネルギー走査範囲3.4〜6.2eV、測定時間10sec/1ポイントでサンプルに照射する。そして、サンプル表面から放出される光電子を検知し、仕事関数計ソフトを使用して演算処理され得られるもので、仕事関数に関しては、繰り返し精度(標準偏差)0.02eVで測定されるものである。なお、データ再現性を確保するための測定環境としては、使用温湿度25℃、55%RHの条件下で、24時間放置品を測定サンプルとする。   The work function is measured by the following measurement method, is quantified as energy (eV) for extracting electrons from the material, and can evaluate the chargeability by contact between various materials. The work function is measured using a surface analyzer (AC-2, low energy electronic counting method manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). In the present invention, the apparatus uses a deuterium lamp, the developing roller subjected to metal plating has an irradiation light amount of 10 nW, and in other measurements, the irradiation light amount is set to 500 nW, and monochromatic light is selected by a spectrometer. The sample is irradiated with a spot size of 4 mm square, an energy scanning range of 3.4 to 6.2 eV, and a measurement time of 10 sec / 1 point. The photoelectrons emitted from the sample surface can be detected and processed using work function meter software. The work function is measured with a repeatability (standard deviation) of 0.02 eV. . Note that, as a measurement environment for ensuring data reproducibility, a 24-hour left-over product is used as a measurement sample under the conditions of operating temperature and humidity of 25 ° C. and 55% RH.

トナー専用測定セルは、図1(a)(b)に示すように、直径13mm、高さ5mmのステンレス製円盤の中央に直径10mmで深さ1mmのトナー収容用凹部を有する形状を有する。サンプルトナーは、セルの凹部内にトナーを秤量サジを使用して突き固めないで入れた後、ナイフエッジを使用して表面を均して平らにした状態で測定に供する。トナーを充填した測定セルをサンプル台の規定位置上に固定した後、照射光量500nWに設定し、スポットサイズ4mm角とし、エネルギー走査範囲4.2〜6.2eVの条件で測定される。   As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the toner dedicated measurement cell has a shape having a toner containing recess having a diameter of 10mm and a depth of 1mm at the center of a stainless steel disk having a diameter of 13mm and a height of 5mm. The sample toner is put into the concave portion of the cell without being tamped using a weighing sledge, and then subjected to measurement in a state where the surface is leveled and flattened using a knife edge. After the measurement cell filled with toner is fixed on the specified position of the sample stage, the irradiation light quantity is set to 500 nW, the spot size is set to 4 mm square, and the measurement is performed under the conditions of the energy scanning range of 4.2 to 6.2 eV.

また、後述する感光体や現像ローラ等の形状が円筒形状の画像形成装置部材をサンプルとする場合には、円筒形状の画像形成装置部材を1〜1.5cmの幅で切断し、ついで、稜線に沿って横方向に切断して図2(a)に示す形状の測定用試料片を得た後、サンプル台の規定位置上に、図2(b)に示すように、測定光が照射される方向に対して照射面が平滑になるように固定する。これにより、放出される光電子が検知器(光電子倍像管)により効率よく検知される。中間転写ベルト、規制ブレード、また、感光体がシート形状の場合は、測定光が上述のように、4mm角のスポットで照射されるので、試料片は少なくとも1cm角の大きさに切り欠いて図2(b)と同様にサンプル台に固定し同様に測定される。   In addition, in the case where an image forming apparatus member having a cylindrical shape such as a photoconductor or a developing roller, which will be described later, is used as a sample, the cylindrical image forming apparatus member is cut to a width of 1 to 1.5 cm, and then a ridge line 2A to obtain a measurement specimen having the shape shown in FIG. 2A, and then the measurement light is irradiated onto the specified position of the sample stage as shown in FIG. 2B. The irradiation surface is fixed so as to be smooth with respect to the direction. Thereby, the emitted photoelectrons are efficiently detected by the detector (photoelectron tube). When the intermediate transfer belt, the regulating blade, and the photosensitive member are in the form of a sheet, the measurement light is irradiated with a 4 mm square spot as described above, so that the sample piece is cut out to a size of at least 1 cm square. Similar to 2 (b), it is fixed on the sample stage and measured in the same manner.

この表面分析においては、単色光の励起エネルギーを低い方から高い方にスキャンするとあるエネルギー値(eV)から光量子放出が始まり、このエネルギー値を仕事関数(eV)という。図3に、トナーについて得られるチャートの1例を示す。図3は励起エネルギー(eV)を横軸とし、規格化光量子収率(単位光量子当りの光電子収率のn乗)を縦軸とするものであり、一定の傾き(Y/eV)が得られる。図3の場合、仕事関数はその屈曲点(A)における励起エネルギー値(eV)で示される。   In this surface analysis, when the excitation energy of monochromatic light is scanned from low to high, photon emission starts from a certain energy value (eV), and this energy value is called a work function (eV). FIG. 3 shows an example of a chart obtained for the toner. FIG. 3 shows the excitation energy (eV) as the horizontal axis and the normalized photon yield (photon yield per unit photon as the nth power) as the vertical axis, and a constant slope (Y / eV) is obtained. . In the case of FIG. 3, the work function is indicated by the excitation energy value (eV) at the inflection point (A).

以下に、溶解懸濁法による本発明におけるトナー母粒子の製造例と各物性を示す。
(トナー母粒子の製造例1)
・重縮合ポリエステル樹脂{三洋化成工業(株)製、ハイマーES−801、非架橋成分と架橋成分の質量比(45/55)} ・・・ 110質量部
・カルナバワックス ・・・ 55質量部
・シアン顔料(フタロシアニンα型) ・・・ 55質量部
を加圧ニーダーで溶融混練した。溶融混練物を冷却後、1〜2mm角のサイズに粗粉砕し、(株)日本精機製作所製のコロイドミルを用い、溶融混練粉砕物210質量部と、前述の重縮合ポリエステル樹脂80質量部及びメチルエチルケトン245質量部を混合攪拌した。
The following are examples of the production of toner base particles in the invention by the dissolution suspension method and their physical properties.
(Production Example 1 of toner mother particles)
・ Polycondensed polyester resin {manufactured by Sanyo Chemical Industries, Hymer ES-801, mass ratio of non-crosslinked component to crosslinked component (45/55)} 110 parts by mass Carnauba wax 55 parts by mass Cyan pigment (phthalocyanine α type) 55 parts by mass was melt-kneaded with a pressure kneader. After cooling the melt-kneaded product, it is roughly crushed to a size of 1 to 2 mm square, and using a colloid mill manufactured by Nippon Seiki Seisakusho, 210 parts by mass of the melt-kneaded product, 80 parts by mass of the polycondensation polyester resin, 245 parts by mass of methyl ethyl ketone was mixed and stirred.

次に、1規定のアンモニア水を加えて十分に攪拌した後、イオン交換水160質量部を加え、更に30℃で1時間攪拌した。そして、150質量部のイオン交換水を滴下して転相乳化により微粒子分散物を調製した。次に、イオン交換水400質量部を加えた後、メチルエチルケトンの沸点以上の温度に加熱し、脱溶剤を行い、最終的に固形分含有量を約34%に調整した。   Next, 1N ammonia water was added and sufficiently stirred, and then 160 parts by mass of ion-exchanged water was added and further stirred at 30 ° C. for 1 hour. And 150 mass parts ion-exchange water was dripped, and the fine particle dispersion was prepared by phase inversion emulsification. Next, after adding 400 parts by mass of ion-exchanged water, the mixture was heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of methyl ethyl ketone to remove the solvent, and finally the solid content was adjusted to about 34%.

そして、得られた微粒子分散物235質量部をイオン交換水で希釈し、固形分含有量を約20%に調整した後、20%の食塩水60質量部を加え、温度を68℃に昇温し、60分間攪拌し、その後、ノニオン型乳化剤NL−250(第一工業製薬(株)製)0.6質量部を添加し、70℃、4時間攪拌し、造粒を完結させた。   Then, 235 parts by mass of the obtained fine particle dispersion was diluted with ion-exchanged water, the solid content was adjusted to about 20%, 60 parts by mass of 20% saline was added, and the temperature was raised to 68 ° C. The mixture was stirred for 60 minutes, and then 0.6 part by weight of nonionic emulsifier NL-250 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added and stirred at 70 ° C. for 4 hours to complete granulation.

得られたスラリーを遠心分離機で分離し、洗浄し、次いで、中央化工機(株)製の振動流動層装置を使用して、トナー母粒子中の水分量が質量比で0.5%以下となるまで乾燥し、シアントナー母粒子を得た。   The obtained slurry is separated with a centrifuge, washed, and then the water content in the toner base particles is 0.5% or less by mass ratio using a vibrating fluidized bed apparatus manufactured by Chuo Kakoh Co., Ltd. Then, cyan toner base particles were obtained.

得られたシアントナー母粒子を、シスメックス社製「フロー式粒子像分析装置 FPIA−2100」により測定した個数基準での平均粒子径、平均円形度を下記の表2に示すと共に、理研計器製「光電子分光装置 AC−2」を使用し、測定光量500nWで仕事関数を測定した結果を同様に下記表1に示す。なお、3μm以下の平均粒径の積算値は0.34%であった。   The average particle diameter and average circularity on the basis of the number of the cyan toner base particles obtained measured by “Flow type particle image analyzer FPIA-2100” manufactured by Sysmex Corporation are shown in Table 2 below, and “ Table 1 below similarly shows the results of measuring the work function using the photoelectron spectrometer AC-2 "with a measurement light amount of 500 nW. The integrated value of the average particle diameter of 3 μm or less was 0.34%.

(トナー母粒子の製造例2)
トナー母粒子の製造例1において、着色剤をカーミン6Bに代えた以外は同様にしてマゼンタトナー母粒子を作製した。
得られたマゼンタトナー母粒子の個数基準での平均粒子径、平均円形度、仕事関数を、同様に下記表1に示す。なお、3μm以下の平均粒径の積算値は0.76%であった。
(Toner base particle production example 2)
Magenta toner base particles were produced in the same manner as in Production Example 1 of toner base particles, except that the colorant was changed to Carmine 6B.
The average particle diameter, average circularity, and work function based on the number of magenta toner base particles obtained are similarly shown in Table 1 below. The integrated value of the average particle diameter of 3 μm or less was 0.76%.

(トナー母粒子の製造例3)
トナー母粒子の製造例1において、着色剤をP.Y.155に代えた以外は同様にしてイエロートナー母粒子を作製した。
得られたイエロートナー母粒子の個数基準での平均粒子径、平均円形度、仕事関数を、同様に下記表1に示す。なお、3μm以下の平均粒径の積算値は0.31%であった。
(Toner mother particle production example 3)
In Production Example 1 of toner base particles, the colorant was changed to P.I. Y. Yellow toner mother particles were produced in the same manner except that the amount of the toner was changed to 155.
The average particle diameter, average circularity, and work function based on the number of yellow toner base particles obtained are similarly shown in Table 1 below. The integrated value of the average particle diameter of 3 μm or less was 0.31%.

(トナー母粒子の製造例4)
トナー母粒子の製造例1において、着色剤を表面処理カーボンブラック1(三菱化学(株)製カーボンM1000)に代えた以外は同様にしてブラックトナー母粒子を作製した。得られたブラックトナー母粒子の個数基準での平均粒子径、平均円形度、仕事関数を、同様に下記表1に示す。なお、3μm以下の平均粒径の積算値は0.31%であった。
(Toner base particle production example 4)
Black toner base particles were produced in the same manner as in Production Example 1 of toner base particles, except that the colorant was replaced with surface-treated carbon black 1 (carbon M1000 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). The average particle diameter, average circularity, and work function based on the number of black toner base particles obtained are similarly shown in Table 1 below. The integrated value of the average particle diameter of 3 μm or less was 0.31%.

(トナー母粒子の製造例5)
トナー母粒子の製造例1において、重縮合ポリエステル樹脂に代えて、芳香族ジカルボン酸とアルキレンエーテル化ビスフェノールAとの重縮合ポリエステル樹脂と、該重縮合ポリエステル樹脂の多価金属化合物による一部架橋物の50:50(質量比)混合物(三洋化成工業(株)製)を用い、また、着色剤をシアン顔料であるフタロシアニンβ型に代えた以外は同様にしてシアントナー母粒子を作製した。
得られたシアントナー母粒子の個数基準での平均粒子径、平均円形度、仕事関数を、同様に下記表1に示す。なお、3μm以下の平均粒径の積算値は0.33%であった。
(Toner mother particle production example 5)
In the toner mother particle production example 1, instead of the polycondensation polyester resin, a polycondensation polyester resin of an aromatic dicarboxylic acid and an alkylene etherified bisphenol A, and a partially crosslinked product of the polycondensation polyester resin with a polyvalent metal compound Cyan toner base particles were prepared in the same manner except that a 50:50 (mass ratio) mixture (manufactured by Sanyo Chemical Industries Co., Ltd.) was used and the colorant was changed to phthalocyanine β type which is a cyan pigment.
The average particle diameter, average circularity, and work function based on the number of cyan toner base particles obtained are similarly shown in Table 1 below. The integrated value of the average particle diameter of 3 μm or less was 0.33%.

(トナー母粒子の製造例6)
トナー母粒子の製造例5において、着色剤をジメチルキナクリドンに代えた以外は同様にしてマゼンタトナー母粒子を作製した。
得られたマゼンタトナー母粒子の個数基準での平均粒子径、平均円形度、仕事関数を、同様に下記表1に示す。なお、3μm以下の平均粒径の積算値は0.42%であった。
(Production Example 6 of toner mother particles)
Magenta toner mother particles were produced in the same manner as in toner mother particle production example 5 except that the colorant was replaced with dimethylquinacridone.
The average particle diameter, average circularity, and work function based on the number of magenta toner base particles obtained are similarly shown in Table 1 below. The integrated value of the average particle diameter of 3 μm or less was 0.42%.

(トナー母粒子の製造例7)
トナー母粒子の製造例5において、着色剤をP.Y.93に代えた以外は同様にしてイエロートナー母粒子を作製した。
得られたイエロートナー母粒子の個数基準での平均粒子径、平均円形度、仕事関数を、同様に下記表1に示す。なお、3μm以下の平均粒径の積算値は0.32%であった。
(Toner mother particle production example 7)
In Production Example 5 of toner base particles, the colorant is P.I. Y. Yellow toner mother particles were produced in the same manner except that the particle size was changed to 93.
The average particle diameter, average circularity, and work function based on the number of yellow toner base particles obtained are similarly shown in Table 1 below. The integrated value of the average particle diameter of 3 μm or less was 0.32%.

(トナー母粒子の製造例8)
トナー母粒子の製造例5において、着色剤を表面処理カーボンブラック2(三菱化学(株)製カーボンM1000)に代えた以外は同様にしてブラックトナー母粒子を作製した。得られたブラックトナー母粒子の個数基準での平均粒子径、平均円形度、仕事関数を、同様に下記表1に示す。なお、3μm以下の平均粒径の積算値は0.31%であった。
(Production Example 8 of Toner Base Particles)
Black toner base particles were produced in the same manner as in Production Example 5 of toner base particles, except that the colorant was replaced with surface-treated carbon black 2 (carbon M1000 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). The average particle diameter, average circularity, and work function based on the number of black toner base particles obtained are similarly shown in Table 1 below. The integrated value of the average particle diameter of 3 μm or less was 0.31%.

Figure 2006201562
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また、表2に各着色剤の仕事関数値を示す。   Table 2 shows the work function value of each colorant.

Figure 2006201562
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表1、表2から明らかなように、溶解懸濁法トナー母粒子の仕事関数は、樹脂、荷電制御剤等の成分によっても変動はあるものの、着色剤の種類によって大きく影響を受けることがわかる。これはトナー母粒子表面近傍に着色剤が分布ないしは露出していることを示すものである。   As is clear from Tables 1 and 2, the work function of the dissolution suspension method toner base particles is greatly influenced by the type of the colorant, although it varies depending on the components such as the resin and the charge control agent. . This indicates that the colorant is distributed or exposed near the surface of the toner base particles.

次に、外添剤について説明する。
本発明の非磁性一成分負帯電球形トナーは、トナー母粒子に平均粒子径が0.1μm〜1.0μmの大粒径のアルミナ微粒子を外添したトナーであり、大粒径のアルミナ微粒子を外添することにより、トナーの耐久性向上と共にスペーサー粒子として非接触現像に際しての現像性に優れるものとできる。アルミナ微粒子は、工業的には、ボーキサイト原料を水酸化ナトリウムで処理して得られる水酸化アルミニウムを大気中で焼成してα型アルミナとする、所謂バイヤー法により製造して得られるものが一般的であるが、多量のナトリウム分が残存し、電気絶縁性を阻害することから、例えば特開平8−290914号公報にはナトリウム分が100ppm以下の高純度で粒度分布の狭いα型アルミナ微粒子が記載され、また、特開2003−26419には酸処理によるα型アルミナ微粒子の製造方法が記載され、さらに、特開平7−41318号公報には原料アルミナ源に弗化物径鉱化剤とα型アルミナ粒子の種結晶を添加し1500℃以下で焼成し、所望の平均粒径と一次粒子の粒度分布を有する所望のα型アルミナを得ることができることが記載されるように、種々のアルミナ微粒子が開発されている。
Next, the external additive will be described.
The non-magnetic one-component negatively charged spherical toner of the present invention is a toner obtained by externally adding large particles of alumina particles having an average particle size of 0.1 μm to 1.0 μm to toner base particles. By externally adding, it is possible to improve the durability of the toner and to improve the developability during non-contact development as spacer particles. The alumina fine particles are industrially obtained by the so-called Bayer method, in which aluminum hydroxide obtained by treating bauxite raw material with sodium hydroxide is calcined in the atmosphere to form α-type alumina. However, since a large amount of sodium remains and inhibits electrical insulation, JP-A-8-290914, for example, describes α-type alumina fine particles having a high purity and a narrow particle size distribution with a sodium content of 100 ppm or less. Japanese Patent Laid-Open No. 2003-26419 describes a method for producing α-type alumina fine particles by acid treatment, and Japanese Patent Laid-Open No. 7-41318 discloses a fluoride mineralizer and α-type alumina as a raw material alumina source. A desired α-type alumina having a desired average particle size and a primary particle size distribution can be obtained by adding seed crystals of particles and firing at 1500 ° C. or lower. As described, various alumina fine particles have been developed.

(α型アルミナ微粒子1、2の製造例の概略)
特開平8−290914号公報に記載される方法であり、バイヤー法により作製された水酸化アルミニウムを仮焼して得られる遷移アルミナを平均粒子径が0.1〜0.3nmになるように粉砕し、次いで塩化水素ガスを1体積%以上、水蒸気を0.1体積%以上含有する雰囲気ガス中で、1150〜1300度で焼成することによりα型アルミナ微粒子が得られる。この方法で作製されたα型アルミナ1として住友化学工業(株)製「AKP−53」を使用し、α型アルミナ2として住友化学工業(株)製「AKP−50」を使用した。
(Outline of production example of α-type alumina fine particles 1 and 2)
This is a method described in JP-A-8-290914, and pulverizes transition alumina obtained by calcining aluminum hydroxide produced by the Bayer method so that the average particle diameter is 0.1 to 0.3 nm. Next, α-type alumina fine particles are obtained by firing at 1150 to 1300 degrees in an atmosphere gas containing 1% by volume or more of hydrogen chloride gas and 0.1% by volume or more of water vapor. “AKP-53” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. was used as the α-type alumina 1 produced by this method, and “AKP-50” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. was used as the α-type alumina 2.

(アルミナ微粒子3、5の製造例の概略)
特開平7−41318号公報に記載される方法であり、バイヤー法により作製された水酸化アルミニウムと平均粒子径が0.2〜0.5nmに粉砕された遷移アルミナを原料アルミナとし、アルミナ換算の原料アルミナに対してフッ化物系鉱化剤を0.02〜0.3質量%と平均粒子径が1μm以下のα型アルミナ微粒子を5質量%の割合でそれぞれ添加し、1350℃で焼成することにより、α型アルミナ微粒子を得ることができる。この方法で作製された、α型アルミナ3として日本軽金属(株)製「LS−235」を使用し、また、α型アルミナ5として日本軽金属(株)製「LS−250」を使用した。
(Outline of production example of alumina fine particles 3 and 5)
This is a method described in JP-A-7-41318. Aluminum hydroxide produced by the Bayer method and transition alumina pulverized to an average particle size of 0.2 to 0.5 nm are used as raw material alumina, and are converted into alumina. Adding 0.02 to 0.3% by mass of fluoride mineralizer and 5% by mass of α-type alumina fine particles having an average particle size of 1 μm or less with respect to the raw material alumina, and firing at 1350 ° C. Thus, α-type alumina fine particles can be obtained. “LS-235” manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd. was used as the α-type alumina 3 produced by this method, and “LS-250” manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd. was used as the α-type alumina 5.

(α型アルミナ微粒子4の製造例の概略)
特開2003−26419に記載される方法であり、塩基性塩化アルミニウムを酸化アルミニウム換算で23質量%含有する水溶液に、DL−乳酸を10質量%添加した後、2Kg/cm2 、120℃、20時間の水熱処理し、60℃で加熱、乾燥させて、平均粒子径が0.1〜0.3nmとなるようにゲル化させ、得られた複合ゲルを大気中、約600℃で加熱処理することによりα型アルミナ微粒子が得られる。この方法で作製されたα型アルミナ4として大明化学工業(株)製「TM−D」を使用した。
(Outline of production example of α-type alumina fine particles 4)
This method is described in JP-A-2003-26419. After adding 10% by mass of DL-lactic acid to an aqueous solution containing 23% by mass of basic aluminum chloride in terms of aluminum oxide, 2 kg / cm 2 , 120 ° C., 20 Hydrothermal treatment for a period of time, heating and drying at 60 ° C. to gel so that the average particle size becomes 0.1 to 0.3 nm, and the resulting composite gel is heated at about 600 ° C. in the atmosphere. As a result, α-type alumina fine particles are obtained. As the α-type alumina 4 produced by this method, “TM-D” manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd. was used.

表3に各アルミナ微粒子の諸物性値を示す。なお、本発明における外添剤の粒径は、10万倍の電子顕微鏡撮影像の任意の粒子500個の粒径を実測して求められるもので、個数平均粒子径である。   Table 3 shows physical properties of each alumina fine particle. The particle size of the external additive in the present invention is obtained by actually measuring the particle size of 500 arbitrary particles of an electron microscope image of 100,000 times, and is a number average particle size.

Figure 2006201562
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本発明者は、上述のごとき種々のアルミナ微粒子について、トナー母粒子への外添剤としての適性を検討する中で、その製法により仕事関数(ΦA )が4.9〜5.3の範囲で種々の値を示し、一様ではないことが判明した。本発明の非磁性一成分負帯電球形トナーにおいては、後述するように、トナー母粒子の仕事関数(Φt )をアルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )より少なくとも0.4eV以上大きくすることにより、負帯電トナー母粒子をより負帯電化でき、外添されたアルミナ微粒子との付着性を強めることができるものであり、上述したトナー母粒子とアルミナ微粒子のそれぞれの仕事関数差として、少なくとも0.4eV以上となるようなα型アルミナ微粒子が選択されるとよい。例えば上述のトナー母粒子の製造例1ではその仕事関数は5.34eVであるが、この場合のα型アルミナ微粒子としてはα型アルミナ1が好ましい。 The present inventor examined the suitability of the various alumina fine particles as described above as external additives to the toner base particles, and the work function (Φ A ) was in the range of 4.9 to 5.3 depending on the production method. It showed various values and was not uniform. In the nonmagnetic one-component negatively charged spherical toner of the present invention, as will be described later, by making the work function (Φ t ) of the toner base particles at least 0.4 eV or more than the work function (Φ A ) of the alumina fine particles, The negatively charged toner base particles can be made more negatively charged and the adhesion to the externally added alumina fine particles can be enhanced. The difference in work function between the toner base particles and the alumina fine particles described above is at least 0. It is preferable to select α-type alumina fine particles that are 4 eV or more. For example, in the above-described toner mother particle production example 1, the work function is 5.34 eV. In this case, α-type alumina 1 is preferable as the α-type alumina fine particles.

トナー母粒子に対する大粒径のアルミナ微粒子の添加量としては、トナー母粒子100質量部に対して、0.05〜1.3質量部、好ましくは0.1〜1.0質量部とするとよい。0.05質量部より少ないとスペーサとしての機能を果たさず、また、1.3質量部より多いと、大粒径のアルミナ微粒子の遊離量が多くなるので好ましくない。   The addition amount of the alumina fine particles having a large particle size with respect to the toner base particles is 0.05 to 1.3 parts by weight, preferably 0.1 to 1.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. . When the amount is less than 0.05 parts by mass, the function as a spacer is not achieved, and when the amount is more than 1.3 parts by mass, the amount of released alumina particles having a large particle size increases, which is not preferable.

また、アルミナ微粒子の他に添加される外添剤について説明する。まず、疎水化処理された負帯電性シリカ微粒子が例示される。   The external additive added in addition to the alumina fine particles will be described. First, hydrophobically charged negatively charged silica fine particles are exemplified.

負帯電性シリカ微粒子としては、平均粒子径が4〜120nm、好ましくは5〜70nm、さらに好ましくは平均粒子径が6〜60nmのものが用いられる。負帯電性シリカ微粒子の平均粒子径が小さい程、得られるトナーの流動性が高くなるが4nmより小さいとトナー母粒子に埋没してしまう虞がある。また、120nmを超えると流動性が極端に悪くなる虞がある。   As the negatively chargeable silica fine particles, those having an average particle diameter of 4 to 120 nm, preferably 5 to 70 nm, and more preferably 6 to 60 nm are used. The smaller the average particle diameter of the negatively chargeable silica fine particles, the higher the fluidity of the obtained toner. Moreover, when it exceeds 120 nm, there exists a possibility that fluidity | liquidity may worsen extremely.

負帯電性シリカ微粒子としては、粒子径が均一な負帯電性シリカ微粒子を単独で用いてもよいが、平均粒子径が異なる2以上の負帯電性シリカ微粒子を併用することが好ましい。一般には、平均粒子径の小さい負帯電性シリカ微粒子(小粒子径のシリカ)が用いられているが、これと平均粒子径の大きい負帯電性シリカ微粒子(大粒子径のシリカ)とを併用することにより、小粒子径のシリカのみを用いる場合に比べて、帯電量の絶対値を大きくすることができると共に大粒子径のシリカが抵抗となり、小粒子径のシリカがトナー母粒子内に埋没されることが妨げられるため、長期の帯電の安定に優れるようになる。さらに、トナーの流動性を向上させ、熱に対するブロッキング効果を発揮して、トナーの保存性を高めることが可能となる。好ましくは、小粒子径のシリカとして平均粒子径が5〜20nm、好ましくは6〜15nmの負帯電性シリカ微粒子と大粒子径のシリカとして平均粒子径が20〜70nm、好ましくは20〜60nmの負帯電性シリカ微粒子とを併用することが好ましい。また、大粒子径のシリカと小粒子径のシリカとの平均粒子径の差は、10nm以上あることが好ましく、20nm以上あることがさらに好ましい。   As the negatively chargeable silica fine particles, negatively chargeable silica fine particles having a uniform particle diameter may be used alone, but it is preferable to use two or more negatively chargeable silica fine particles having different average particle diameters in combination. Generally, negatively-charged silica fine particles (small particle size silica) having a small average particle size are used, and this is used in combination with negatively-charged silica fine particles (large particle size silica) having a large average particle size. As a result, the absolute value of the charge amount can be increased as compared with the case of using only a small particle size silica, and the large particle size silica becomes resistance, and the small particle size silica is embedded in the toner base particles. Therefore, long-term charging stability is improved. Furthermore, it is possible to improve the fluidity of the toner, exhibit a blocking effect against heat, and improve the storage stability of the toner. Preferably, negatively charged silica fine particles having an average particle size of 5 to 20 nm, preferably 6 to 15 nm as small particle size silica, and negative particles having an average particle size of 20 to 70 nm, preferably 20 to 60 nm, as large particle size silica. It is preferable to use in combination with the chargeable silica fine particles. The difference in average particle size between the large particle size silica and the small particle size silica is preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more.

大粒子径のシリカと小粒子径のシリカとの添加比が質量比で1:3〜3:1、好ましくは1:2〜2:1、さらに好ましくは1:1.5〜1.5:1であることが、トナーに流動性を付与し、かつ帯電の長期安定性を得る上で好ましい。大粒子径シリカと小粒子径シリカとを用いる場合には、トナー母粒子に同時に混合して添加してもよく、いずれかを先に添加し、次いで、他方を添加してもよい。   The addition ratio of large particle size silica to small particle size silica is 1: 3 to 3: 1, preferably 1: 2 to 2: 1, more preferably 1: 1.5 to 1.5: by weight. A value of 1 is preferable for imparting fluidity to the toner and obtaining long-term charging stability. When using large particle size silica and small particle size silica, they may be mixed and added to the toner base particles at the same time, either one may be added first, and then the other may be added.

負帯電性シリカ微粒子の添加量は、トナー母粒子の粒子径分布あるいは流動性などにより、または外添剤の粒子径分布、所望の帯電量などにより変動し得る。例えば、上記小粒子径のシリカであれば、トナー母粒子100質量部に対して0.5〜2.0質量部、好ましくは0.7〜1.5質量部添加される。大粒子径シリカの場合、0.2〜2.0質量部、好ましくは、0.3〜1.5質量部添加される。大粒子径シリカと小粒子径シリカとを併用する場合、上記混合比率を考慮しつつ、トナー母粒子100質量部に対して合計量で0.5〜3.0質量部、好ましくは0.7〜2.5質量部添加される。   The addition amount of the negatively chargeable silica fine particles can vary depending on the particle size distribution or fluidity of the toner base particles, or the particle size distribution of the external additive, the desired charge amount, and the like. For example, in the case of silica having the small particle diameter, 0.5 to 2.0 parts by mass, preferably 0.7 to 1.5 parts by mass are added to 100 parts by mass of the toner base particles. In the case of a large particle size silica, 0.2 to 2.0 parts by mass, preferably 0.3 to 1.5 parts by mass is added. When the large particle size silica and the small particle size silica are used in combination, the total amount is 0.5 to 3.0 parts by mass, preferably 0.7 with respect to 100 parts by mass of the toner base particles, taking the above mixing ratio into consideration. Add ~ 2.5 parts by weight.

負帯電性シリカ微粒子は疎水化処理されていることが好ましい。負帯電性シリカ微粒子の表面を疎水性にすることにより、トナーの流動性および帯電性がさらに向上する。シリカ微粒子の疎水化は、アミノシラン、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシランなどのシラン化合物;あるいはジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、フッ素変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイルを用いて、例えば、湿式法、乾式法など当業者が通常使用する方法により行われる。疎水性負帯電性シリカ微粒子としては、市販の日本アエロジル(株)製のRX200、同RX50、キャボット(株)製のTG811F、同TG810G、同TG308Fなどが例示される。   The negatively chargeable silica fine particles are preferably hydrophobized. By making the surface of the negatively chargeable silica fine particles hydrophobic, the fluidity and chargeability of the toner are further improved. Hydrophobization of silica fine particles can be achieved by using silane compounds such as aminosilane, hexamethyldisilazane and dimethyldichlorosilane; or dimethyl silicone, methylphenyl silicone, fluorine-modified silicone oil, alkyl-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, etc. This silicone oil is used, for example, by a method commonly used by those skilled in the art, such as a wet method or a dry method. Examples of the hydrophobic negatively chargeable silica fine particles include commercially available RX200 and RX50 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., TG811F, TG810G, and TG308F manufactured by Cabot Corporation.

疎水性シリカ粒子の仕事関数としては、5.0〜5.3の範囲であるが、トナー母粒子より、少なくとも0.05ev以上小さいものとするとよい。これにより、仕事関数差による電荷移動により疎水性シリカ粒子をトナー母粒子に固着させることができる。   The work function of the hydrophobic silica particles is in the range of 5.0 to 5.3, but is preferably at least 0.05 ev or less than the toner base particles. Thereby, the hydrophobic silica particles can be fixed to the toner base particles by the charge transfer due to the work function difference.

また、本発明における外添剤粒子としては、疎水処理されたシリカ微粒子の他に、比較的電気抵抗率の小さい酸化チタンの微粒子が添加される。酸化チタンは、ルチル型、アナターゼ型、ルチル−アナターゼ型などの結晶形を取り得る。いずれの結晶系の酸化チタンを用いてもよいが、ルチル−アナターゼ型の酸化チタンが、電荷の調整をしやすい点、印字枚数が増えても、酸化チタン粒子がトナー母粒子内に埋没し難いなどの点で好ましく用いられる。酸化チタン微粒子の大きさに特に制限はないが、粒径あるいは長軸の大きさが10〜200nmの大きさであることが好ましい。ルチル−アナターゼ型の酸化チタンの場合、長軸が10〜200nm程度の酸化チタン微粒子であることが好ましい。   Further, as external additive particles in the present invention, fine particles of titanium oxide having a relatively low electrical resistivity are added in addition to silica fine particles subjected to hydrophobic treatment. Titanium oxide can take crystal forms such as rutile, anatase, and rutile-anatase. Any crystalline titanium oxide may be used, but the rutile-anatase type titanium oxide is easy to adjust the charge, and even if the number of printed sheets increases, the titanium oxide particles are not easily embedded in the toner base particles. It is preferably used in terms of Although there is no restriction | limiting in particular in the magnitude | size of a titanium oxide microparticles | fine-particles, it is preferable that a particle size or a length of a major axis is a magnitude | size of 10-200 nm. In the case of rutile-anatase-type titanium oxide, titanium oxide fine particles having a major axis of about 10 to 200 nm are preferable.

酸化チタン微粒子は、トナー母粒子100質量部に対して0.2〜2.0質量部、好ましくは0.3〜1.5質量部添加される。なお、酸化チタン微粒子と正帯電性シリカ微粒子を使用する場合には、質量比で1:3〜3:1の範囲で添加されることが、トナーの電気抵抗の極端な低下を引き起こすことなく電荷の調整が行える点で好ましい。   The titanium oxide fine particles are added in an amount of 0.2 to 2.0 parts by weight, preferably 0.3 to 1.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner base particles. When titanium oxide fine particles and positively chargeable silica fine particles are used, the charge is added in a mass ratio of 1: 3 to 3: 1 without causing an extreme decrease in the electric resistance of the toner. It is preferable at the point which can adjust.

酸化チタンの微粒子の表面が疎水性であることが、トナーの外部環境の変化に対する帯電性の変化を小さくし(すなわち、安定な帯電性を維持し)、かつトナーの流動性を良好にするために好ましい。酸化チタン微粒子の疎水化は、上記負帯電性シリカ微粒子の疎水化と同じ方法で行われる。疎水性酸化チタン微粒子としては、チタン工業(株)製のSTT−30Sなどが例示される。   The surface of the fine particles of titanium oxide is hydrophobic in order to reduce the change in chargeability with respect to changes in the external environment of the toner (that is, maintain stable chargeability) and improve the fluidity of the toner. Is preferable. Hydrophobization of the titanium oxide fine particles is carried out by the same method as that of the negatively chargeable silica fine particles. Examples of the hydrophobic titanium oxide fine particles include STT-30S manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.

疎水性酸化チタン粒子の仕事関数としては5.5〜 5.7eVの範囲であり、小粒子径の疎水性シリカ粒子と共にトナー母粒子に外添処理されてもよいが、トナー母粒子の仕事関数と酸化チタン粒子の仕事関数とが略同一(絶対値差が0.1eV以内)の仕事関数のものであれば、トナー母粒子にまず疎水性シリカ粒子を外添処理した後、後述する金属石けん粒子と共に外添処理されるとよい。   The work function of the hydrophobic titanium oxide particles is in the range of 5.5 to 5.7 eV, and may be externally added to the toner base particles together with the hydrophobic silica particles having a small particle diameter. If the work function of the titanium oxide particles is substantially the same (the absolute value difference is within 0.1 eV), the toner base particles are first externally treated with hydrophobic silica particles, and then the metal soap described later is used. It is preferable to externally add together with the particles.

仕事関数がトナー母粒子と略同一であるとトナー母粒子へ直接付着しにくくなる反面、仕事関数の小さい疎水性シリカ粒子表面を介してトナー母粒子へ接触電位差により付着させることができるので、過帯電した疎水性シリカ粒子からの電荷移動を容易とでき、疎水性シリカ粒子における過帯電性をより効果的に防止できるので好ましい。   When the work function is substantially the same as that of the toner base particles, it is difficult to adhere directly to the toner base particles. However, since the work function can be attached to the toner base particles through the surface of the hydrophobic silica particles having a small work function, it is excessive. Charge transfer from the charged hydrophobic silica particles can be facilitated, and overcharging in the hydrophobic silica particles can be more effectively prevented, which is preferable.

酸化チタン微粒子以外の無機微粒子も、帯電性の制御、流動性の向上を目的として外添され得る。例えば、無機微粒子としては酸化ストロンチウム、酸化錫、酸化ジルコニア、酸化マグネシウム、酸化インジウム等の金属酸化物の微粒子、窒化珪素等窒化物の微粒子、炭化珪素等の炭化物の微粒子、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の金属塩の微粒子、並びにこれらの複合物等の無機微粒子が挙げられる。電気抵抗率が109 Ωcm以下の、比較的電気抵抗率の小さい金属酸化物の微粒子が好ましく用いられる。添加する無機微粒子の大きさに特に制限はないが、粒径が10〜300nmの大きさであることが好ましい。これらの無機微粒子は、帯電特性の安定化を目的として、その表面を疎水化処理することが好ましい。疎水化処理は、上記負帯電性シリカ微粒子、正帯電性シリカ微粒子の疎水化方法のいずれかと同じ方法が採用される。 Inorganic fine particles other than titanium oxide fine particles can also be externally added for the purpose of controlling the chargeability and improving the fluidity. For example, as inorganic fine particles, metal oxide fine particles such as strontium oxide, tin oxide, zirconia oxide, magnesium oxide, and indium oxide, nitride fine particles such as silicon nitride, carbide fine particles such as silicon carbide, calcium sulfate, barium sulfate, Examples thereof include fine particles of metal salts such as calcium carbonate, and inorganic fine particles such as a composite thereof. Metal oxide fine particles having an electrical resistivity of 10 9 Ωcm or less and a relatively small electrical resistivity are preferably used. Although there is no restriction | limiting in particular in the magnitude | size of the inorganic fine particle to add, It is preferable that a particle size is a magnitude | size of 10-300 nm. These inorganic fine particles are preferably subjected to a hydrophobic treatment on the surface for the purpose of stabilizing charging characteristics. For the hydrophobization treatment, the same method as any of the above-described hydrophobic methods for the negatively chargeable silica fine particles and the positively chargeable silica fine particles is employed.

また、本発明のトナーの製造方法においては、トナー母粒子と上述した無機外添剤粒子とが混合処理された後、その処理物と外添剤粒子として、正帯電性シリカ微粒子と長鎖脂肪酸またはその塩とが混合処理されるとよい。   In the toner production method of the present invention, after the toner base particles and the inorganic external additive particles described above are mixed, positively charged silica fine particles and long chain fatty acids are used as the processed product and external additive particles. Alternatively, it may be mixed with the salt.

正帯電性シリカ微粒子は、疎水化処理されていることが好ましい。正帯電性シリカ微粒子の表面を疎水性にすることにより、トナーの外部環境の変化に対する帯電性の変化を小さくし(すなわち、安定な帯電性を維持し)、かつトナーの流動性を良好にするために好ましい。正帯電性シリカ微粒子の疎水化は、上記負帯電性シリカ微粒子の疎水化と同じ方法により行われる。疎水性正帯電性シリカ微粒子としては、市販の日本アエロジル(株)製のNA50H、キャボット(株)製のTG820Fなどが例示される。   The positively charged silica fine particles are preferably subjected to a hydrophobic treatment. By making the surface of the positively chargeable silica fine particles hydrophobic, the change in the chargeability with respect to the change in the external environment of the toner is reduced (that is, the stable chargeability is maintained) and the fluidity of the toner is improved. Therefore, it is preferable. The hydrophobization of the positively chargeable silica fine particles is performed by the same method as the above-described hydrophobization of the negatively chargeable silica fine particles. Examples of the hydrophobic positively chargeable silica fine particles include commercially available NA50H manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. and TG820F manufactured by Cabot Co., Ltd.

正帯電性シリカ微粒子としては、流動性などを考慮して、体積平均粒子径が10〜50nm、好ましくは15〜40nmである。正帯電性シリカ微粒子は、トナー母粒子100質量部に対して0.1〜1.0質量部、好ましくは0.2〜0.8質量部添加される。負帯電性樹脂を結着樹脂として使用し、負帯電性シリカ微粒子を帯電制御剤として使用しない場合、正帯電性シリカ微粒子は、トナー母粒子100質量部に対して0.1〜2.0質量部、好ましくは0.3〜1.5質量部添加される。   The positively chargeable silica fine particles have a volume average particle diameter of 10 to 50 nm, preferably 15 to 40 nm in consideration of fluidity. The positively chargeable silica fine particles are added in an amount of 0.1 to 1.0 parts by weight, preferably 0.2 to 0.8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner base particles. When the negatively chargeable resin is used as the binder resin and the negatively chargeable silica fine particles are not used as the charge control agent, the positively chargeable silica fine particles are 0.1 to 2.0 mass with respect to 100 parts by mass of the toner base particles. Parts, preferably 0.3 to 1.5 parts by weight.

本発明のトナー母粒子には、上述した外添剤粒子の他に、金属石けん粒子が外添処理されるとよい。これにより、トナー粒子とした際の外添粒子の個数遊離率を低下させ、カブリの発生を防止することができる。金属石けん粒子としては、高級脂肪酸の亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミウムから選ばれる金属塩であり、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸モノアルミニウム、ステアリン酸トリアルミニウム等が例示される。金属石けん粒子の平均粒子径は0.5〜20μm、好ましくは0.8〜10μmとするとよい。   In addition to the external additive particles described above, metal soap particles may be externally added to the toner base particles of the present invention. As a result, it is possible to reduce the number release rate of the externally added particles when toner particles are used, and to prevent fogging. The metal soap particles are metal salts selected from higher fatty acid zinc, magnesium, calcium, and aluminum, and examples include magnesium stearate, calcium stearate, zinc stearate, monoaluminum stearate, and trialuminum stearate. The average particle diameter of the metal soap particles is 0.5 to 20 μm, preferably 0.8 to 10 μm.

金属石けん粒子の添加量は、トナー母粒子100質量部に対して0.05〜0.5質量部、好ましくは0.1〜0.3質量部である。0.05質量部より少ないと滑剤としての機能およびバインダーとしての機能が不十分であり、また、0.5質量部より多いと逆にカブリが増大する傾向にある。また、金属石けん粒子の添加量は、外添剤100質量部に対して2〜10質量部の添加割合とするとよい。2質量部よりも少ない場合には滑剤やバインダーとしての効果がなく、逆に10質量部を超えると流動性の低下やカブリの増大につながるので好ましくない。   The addition amount of the metal soap particles is 0.05 to 0.5 parts by mass, preferably 0.1 to 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner base particles. When the amount is less than 0.05 parts by mass, the function as a lubricant and the function as a binder are insufficient, and when the amount is more than 0.5 parts by mass, the fog tends to increase. The addition amount of the metal soap particles is preferably 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the external additive. When the amount is less than 2 parts by mass, there is no effect as a lubricant or a binder. On the other hand, when the amount exceeds 10 parts by mass, fluidity is lowered and fog is increased.

また、金属石けん粒子の仕事関数としては、5.3〜5.8の範囲であるが、トナー母粒子の仕事関数と略同一(絶対値差が0.15eV以内、好ましくは0.1eV以内)の仕事関数のものとするとよい。   The work function of the metal soap particles is in the range of 5.3 to 5.8, but is almost the same as the work function of the toner base particles (absolute value difference is within 0.15 eV, preferably within 0.1 eV). The work function should be

外添方法としては、トナー母粒子にまず大粒径のアルミナ微粒子や疎水性シリカ粒子等の外添剤粒子を外添処理した後、金属石けん粒子と正帯電性シリカ等が最後に外添処理されるとよい。また、小粒径の外添剤粒子と大粒径のアルミナ微粒子とは別個に外添処理するとよく、非磁性一成分負帯電球形トナーとした際の帯電特性を安定させることができ、また、カブリが無く、転写効率の低下を抑制できるトナーとできる。   As an external addition method, external additive particles such as large alumina particles and hydrophobic silica particles are first externally added to the toner base particles, and then the metal soap particles and positively charged silica are externally added last. It is good to be done. Further, the external additive particles having a small particle size and the alumina fine particles having a large particle size may be externally added separately to stabilize the charging characteristics when a non-magnetic one-component negatively charged spherical toner is obtained. There is no fog and the toner can suppress a decrease in transfer efficiency.

また、後工程で添加される金属石けん粒子はトナー母粒子表面の外添剤近傍あるいはトナー母粒子表面に直接付着するが、トナー母粒子と金属石けん粒子との仕事関数を略同一とすることにより、無機外添粒子の作用である流動性付与、帯電性付与といった特性を阻害することがなく、トナー母粒子の流動性や帯電性の維持を可能とする。   In addition, the metal soap particles added in the post-process adhere directly to the vicinity of the external additive on the surface of the toner base particles or directly on the surface of the toner base particles. By making the work functions of the toner base particles and the metal soap particles substantially the same, In addition, the fluidity and chargeability of the toner base particles can be maintained without impairing the properties of the inorganic additive particles such as fluidity and chargeability.

トナー母粒子への外添剤の添加方法としては、ヘンシェルミキサー(三井三池社製)、メカノフュージョンシステム(細川ミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社製)等より行うとよいが、ヘンシェルミキサーを使用する場合、第1段階の疎水性シリカ粒子の添加に際しては5,000rpm〜7,000rpmで、1分〜3分とするとよく、また、第2段階の大粒径のアルミナ微粒子や金属石けん粒子の添加に際しては5,000rpm〜7,000rpmで1分〜3分とするとよい。   As a method for adding an external additive to the toner base particles, it is preferable to use a Henschel mixer (made by Mitsui Miike), a mechano-fusion system (made by Hosokawa Micron), a mechanomill (made by Okada Seiko), etc. When used, the first stage hydrophobic silica particles should be added at 5,000 rpm to 7,000 rpm for 1 minute to 3 minutes, and the second stage large particle size alumina fine particles or metal soap particles. In addition, it is good to set it as 1 minute-3 minutes at 5,000 rpm-7,000 rpm.

本発明の非磁性一成分負帯電球形トナーは、トナー母粒子、または外添処理されトナー粒子とされた段階で、THF可溶分におけるポリスチレンを基準としたゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)測定での数平均分子量(Mn)が1,500〜20,000、好ましくは2,000〜15,000、より好ましくは3,000〜12,000のものである。数平均分子量(Mn)が1,500より小さいと、低温定着性に優れるものの、着色剤の保持性や耐フィルミング性、耐オフセット性、定着像強度、保存性に劣るものであり、また、20,000より大きいと低温定着性に劣るものとなる。また、重量平均分子量(Mw)は3,000〜300,000、好ましくは5,000〜50,000であり、Mw/Mnが1.5〜20、好ましくは1.8〜8である。   The non-magnetic one-component negatively charged spherical toner of the present invention is measured by gel permeation chromatograph (GPC) measurement based on polystyrene in THF-soluble matter at the stage of toner mother particles or externally treated toner particles. Have a number average molecular weight (Mn) of 1,500 to 20,000, preferably 2,000 to 15,000, more preferably 3,000 to 12,000. When the number average molecular weight (Mn) is smaller than 1,500, although it is excellent in low-temperature fixability, it is inferior in colorant retention, filming resistance, offset resistance, fixed image strength, and storage stability. If it exceeds 20,000, the low-temperature fixability will be poor. The weight average molecular weight (Mw) is 3,000 to 300,000, preferably 5,000 to 50,000, and Mw / Mn is 1.5 to 20, preferably 1.8 to 8.

また、フロー軟化温度(Tf1/2)は100℃〜140℃の範囲にある。フロー軟化温度が100℃より低いと高温オフセット性に劣るものとなり、また、140℃より高いと低温での定着強度に劣るものとなる。また、ガラス転移温度(Tg)は55℃〜70℃の範囲にある。ガラス転移温度(Tg)が55℃より低いと保存性に劣るものとなり、また、70℃より高いとそれにともなってTf1/2が上昇し、低温定着性に劣るものとなる。また、本発明におけるトナーは、50%流出点における溶融粘度が2×103 〜1.5×104 Pa・sであり、オイルレス定着用トナーとして適したものとできる。 The flow softening temperature (Tf1 / 2) is in the range of 100 ° C to 140 ° C. When the flow softening temperature is lower than 100 ° C., the high temperature offset property is inferior. When the flow softening temperature is higher than 140 ° C., the fixing strength at a low temperature is inferior. The glass transition temperature (Tg) is in the range of 55 ° C to 70 ° C. When the glass transition temperature (Tg) is lower than 55 ° C., the storage stability is inferior. When the glass transition temperature (Tg) is higher than 70 ° C., Tf1 / 2 increases accordingly, resulting in inferior low-temperature fixability. Further, the toner of the present invention has a melt viscosity of 2 × 10 3 to 1.5 × 10 4 Pa · s at a 50% outflow point, and can be suitable as an oilless fixing toner.

また、本発明の非磁性一成分負帯電球形トナーの仕事関数は、一般的には5.25〜5.85eV、好ましくは5.35〜5.8eVとするとよい。トナーの仕事関数が5.25eV未満であると、使用できる潜像担持体や中間転写媒体の使用範囲が狭まるという問題があり、また、5.85eVを超えるとトナー中の着色剤の含有量が低下することを意味し、着色性が低下するという問題がある。   The work function of the non-magnetic one-component negatively charged spherical toner of the present invention is generally 5.25 to 5.85 eV, preferably 5.35 to 5.8 eV. When the work function of the toner is less than 5.25 eV, there is a problem that the usable range of the latent image carrier and the intermediate transfer medium is narrowed. When the work function exceeds 5.85 eV, the content of the colorant in the toner is reduced. This means that the colorability is lowered, and there is a problem that the colorability is lowered.

また、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー間にあっては、上記したトナーの仕事関数の範囲内で、トナー粒子を構成するバインダー、着色剤、外添剤等の種類を適宜選択して、得られるトナー粒子の仕事関数を調整し、仕事関数がそれぞれ少なくとも0.02eV相違させるとよい。そして、4色のトナーの色重ねに際して、最初に現像、または転写されるトナーとしては、仕事関数が5.8〜5.6eVと最も大きい仕事関数のものとするとよく、その第1色上に色重ねされる第2色目のトナーとしては5.7〜5.5eV、更に第2色上に色重ねされる第3色目のトナーとしては5.6〜5.4eV、最後に第3色上に色重ねされる第4色目のトナーとしては5.5〜5.25eVの順に小さい仕事関数の範囲を有するものとするとよい。特に、第1色目においては、少なくとも5.6eVの仕事関数を有するトナーとするとよい。   In addition, among the four color toners of yellow, magenta, cyan, and black, the type of binder, colorant, external additive, etc. constituting the toner particles is appropriately selected within the above-described work function range of the toner. The work functions of the obtained toner particles are adjusted so that the work functions are different from each other by at least 0.02 eV. When the four color toners are overlaid, the toner that is first developed or transferred may have a work function having the largest work function of 5.8 to 5.6 eV. The second color toner to be overlaid is 5.7 to 5.5 eV, the third color toner to be overlaid on the second color is 5.6 to 5.4 eV, and finally the third color is over. It is preferable that the fourth color toner to be overlaid with a color has a small work function range in the order of 5.5 to 5.25 eV. In particular, for the first color, it is preferable to use a toner having a work function of at least 5.6 eV.

次に、本発明のカラー画像形成装置について説明する。
図4は、本発明のカラー画像形成装置における潜像坦持体、現像部および中間転写媒体の関係を説明するための図である。潜像担持体1には、帯電手段2、露光手段3、現像手段4および中間転写媒体5が配設される。なお、潜像坦持体には図示しないがクリーニング手段としてロールブラシ(ファーブラシ)を設けてもよく、また、潜像坦持体にはクリーニング手段を設けず、中間転写媒体に設け、潜像坦持体をクリーナーレスとしてもよい。なお、図中7はバックアップローラ、8はトナー供給ローラ、9はトナー規制ブレード(トナー層厚規制部材)、10は現像ローラ、Tは非磁性一成分負帯電球形トナーであり、Lは現像ギャップである。
Next, the color image forming apparatus of the present invention will be described.
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship among the latent image carrier, the developing unit, and the intermediate transfer medium in the color image forming apparatus of the present invention. The latent image carrier 1 is provided with a charging unit 2, an exposure unit 3, a developing unit 4 and an intermediate transfer medium 5. Although not shown in the figure, the latent image carrier may be provided with a roll brush (fur brush) as a cleaning means, and the latent image carrier is not provided with a cleaning means but is provided on an intermediate transfer medium. The carrier may be cleaner-less. In the figure, 7 is a backup roller, 8 is a toner supply roller, 9 is a toner regulating blade (toner layer thickness regulating member), 10 is a developing roller, T is a non-magnetic one-component negatively charged spherical toner, and L is a developing gap. It is.

潜像坦持体1は直径24〜86mmで表面速度60〜300mm/sで回転する感光体ドラムで、コロナ帯電器2によりその表面が均一に負帯電された後、記録すべき情報に応じた露光3が行なわれることにより静電潜像が形成される。   The latent image carrier 1 is a photosensitive drum rotating at a surface speed of 60 to 300 mm / s with a diameter of 24 to 86 mm. The surface of the latent image carrier 1 is negatively charged uniformly by the corona charger 2 and then corresponds to information to be recorded. An electrostatic latent image is formed by performing exposure 3.

潜像担持体としては、有機単層型でも有機積層型でもよく、有機積層型感光体としては、導電性支持体上に、下引き層を介して電荷発生層、電荷輸送層を順次積層したものである。   The latent image carrier may be either an organic single layer type or an organic laminated type, and the organic laminated type photoconductor is formed by sequentially laminating a charge generation layer and a charge transport layer on a conductive support via an undercoat layer. Is.

導電性支持体としては、公知の導電性支持体が使用可能であり、例えば体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えばアルミニウム合金に切削等の加工を施した20mm〜90mmφの管状支持体、また、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にアルミニウムを蒸着あるいは導電性塗料により導電性を付与したものや導電性ポリイミド樹脂を成形してなる20mm〜90mmφの管状、ベルト状、板状、シート状支持体等が例示される。他の例としてはニッケル電鋳管やステンレス管などをシームレスにした金属ベルトも好適に使用することができる。 As the conductive support, a known conductive support can be used. For example, a conductive support having a volume resistance of 10 10 Ω · cm or less, for example, 20 mm to 90 mmφ in which an aluminum alloy is processed by cutting or the like. Tubular supports, 20mm ~ 90mmφ tubular, belt-like, plate-like, sheet-like supports formed by depositing aluminum on polyethylene terephthalate film or imparting conductivity by conductive paint or molding conductive polyimide resin Examples include bodies. As another example, a metal belt in which nickel electroformed pipes, stainless steel pipes and the like are made seamless can also be suitably used.

導電性支持体上に設けられる下引き層としては、公知の下引き層が使用可能である。例えば、下引き層は接着性を向上させ、モワレを防止し、上層の電荷発生層の塗工性を改良、露光時の残留電位を低減させるなどの目的で設けられる。下引き層に使用する樹脂はその上に感光層を塗工する関係上、感光層に使用する溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。使用可溶な樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、酢酸ビニル、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等であり、単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。また、これらの樹脂に二酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物を含有させてもよい。   As the undercoat layer provided on the conductive support, a known undercoat layer can be used. For example, the undercoat layer is provided for the purpose of improving adhesion, preventing moire, improving the coatability of the upper charge generation layer, and reducing the residual potential during exposure. The resin used for the undercoat layer is preferably a resin having high resistance to dissolution with respect to the solvent used for the photosensitive layer in view of coating the photosensitive layer thereon. Soluble resins used include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as vinyl acetate, copolymerized nylon, and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resin, and epoxy resin. These can be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may make these resins contain metal oxides, such as titanium dioxide and a zinc oxide.

電荷発生層における電荷発生顔料としては、公知の材料が使用可能である。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタンおよびトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノンおよびナフトキノン系顔料、シアニンおよびアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生顔料は、単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。   As the charge generation pigment in the charge generation layer, known materials can be used. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having a carbazole skeleton, azo pigments having a triphenylamine skeleton, azo pigments having a diphenylamine skeleton, dibenzothiophene skeleton Azo pigments having a fluorene skeleton, azo pigments having an oxadiazole skeleton, azo pigments having a bis-stilbene skeleton, azo pigments having a distyryl oxadiazole skeleton, azo pigments having a distyrylcarbazole skeleton, perylene Pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine pigments Indigoid pigments, and bisbenzimidazole pigments. These charge generation pigments can be used alone or in combination of two or more.

電荷発生層におけるバインダー樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、部分アセタール化ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。バインダー樹脂と前記電荷発生物質の構成比は、質量比でバインダー樹脂100部に対して、10〜1000部の範囲で用いられる。   Examples of the binder resin in the charge generation layer include polyvinyl butyral resin, partially acetalized polyvinyl butyral resin, polyarylate resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, and the like. The composition ratio of the binder resin and the charge generating material is used in the range of 10 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts of the binder resin.

電荷輸送層を構成する電荷輸送物質としては公知の材料が使用可能であり、電子輸送物質と正孔輸送物質とがある。電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、パラジフェノキノン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体などの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。   A known material can be used as the charge transport material constituting the charge transport layer, and there are an electron transport material and a hole transport material. Examples of the electron transporting material include electron accepting materials such as chloranil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, paradiphenoquinone derivatives, benzoquinone derivatives, and naphthoquinone derivatives. . These electron transport materials can be used alone or in combination of two or more.

正孔輸送物質としては、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン化合物、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、フェナジン化合物、ベンゾフラン化合物、ブタジエン化合物、ベンジジン化合物およびこれらの化合物の誘導体が挙げられる。これらの電子供与性物質は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。電荷輸送層中には、これらの物質の劣化防止のために酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤などを含有することもできる。   Examples of hole transport materials include oxazole compounds, oxadiazole compounds, imidazole compounds, triphenylamine compounds, pyrazoline compounds, hydrazone compounds, stilbene compounds, phenazine compounds, benzofuran compounds, butadiene compounds, benzidine compounds, and derivatives of these compounds. Can be mentioned. These electron donating substances can be used alone or in combination of two or more. The charge transport layer may contain an antioxidant, an anti-aging agent, an ultraviolet absorber and the like for preventing the deterioration of these substances.

電荷輸送層におけるバインダー樹脂としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、シリコーン樹脂などを用いることができるが、電荷輸送物質との相溶性、膜強度、溶解性、塗料としての安定性の点でポリカーボネートが好ましい。バインダー樹脂と電荷輸送物質の構成比は、質量比でバインダー樹脂100部に対して25〜300部の範囲で用いられる。   As the binder resin in the charge transport layer, polyester, polycarbonate, polysulfone, polyarylate, polyvinyl butyral, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, silicone resin, etc. can be used. Polycarbonate is preferable in view of compatibility with a transport material, film strength, solubility, and stability as a coating material. The composition ratio of the binder resin and the charge transport material is used in a range of 25 to 300 parts by mass ratio with respect to 100 parts of the binder resin.

電荷発生層、電荷輸送層を形成するためには、塗布液を使用するとよく、溶剤はバインダー樹脂の種類によって異なるが、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル類等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロルエチレン、四塩化炭素、トリクロルエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素、あるいはベンゼン、トルエン、キシレン、モノクロルベンゼン等の芳香族類等を用いることができる。   In order to form the charge generation layer and the charge transport layer, a coating solution may be used, and the solvent varies depending on the type of the binder resin. For example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, etc. Ketones, amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and ethylene glycol monomethyl ether, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, chloroform, methylene chloride, Aliphatic halogenated hydrocarbons such as dichloroethylene, carbon tetrachloride, and trichloroethylene, or aromatics such as benzene, toluene, xylene, and monochlorobenzene can be used.

また、電荷発生顔料の分散には、サンドミル、ボールミル、アトライター、遊星式ミル等の機械式の方法を用いて分散と混合を行うとよい。   The charge generating pigment may be dispersed and mixed using a mechanical method such as a sand mill, ball mill, attritor, or planetary mill.

下引き層、電荷発生層および電荷輸送層の塗工法としては、浸漬コーティング法、リングコーティング法、スプレーコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スピンコーティング、ブレードコーティング法、ローラーコーティング法、エアナイフコーティング法等の方法を用いる。また、塗工後の乾燥は常温乾燥後、30〜200℃の温度で30から120分間加熱乾燥することが好ましい。これらの乾燥後の膜厚は電荷発生層では、0.05〜10μmの範囲、好ましくは0.1〜3μmである。また、電荷輸送層では5〜50μmの範囲、好ましくは10〜40μmである。   Coating methods for the undercoat layer, charge generation layer and charge transport layer include dip coating method, ring coating method, spray coating method, wire bar coating method, spin coating, blade coating method, roller coating method, air knife coating method, etc. Use the method. In addition, the drying after coating is preferably performed by drying at room temperature and then heating and drying at a temperature of 30 to 200 ° C. for 30 to 120 minutes. The film thickness after drying is 0.05 to 10 μm, preferably 0.1 to 3 μm, in the charge generation layer. In the charge transport layer, the thickness is in the range of 5 to 50 μm, preferably 10 to 40 μm.

また、単層有機感光体層は、上述した有機積層型感光体において説明した導電性支持体上に、同様の下引き層を介して、電荷発生剤、電荷輸送剤、増感剤等とバインダー、溶媒等からなる単層有機感光層を塗布形成することにより作製される。有機負帯電単層型感光体については、例えば特開2000−19746号公報に準じて作製するとよい。   In addition, the single-layer organic photoreceptor layer has a binder and a binder, such as a charge generating agent, a charge transport agent, and a sensitizer, on the conductive support described in the above-mentioned organic laminated photoreceptor. It is prepared by coating and forming a single-layer organic photosensitive layer made of a solvent or the like. The organic negatively charged single layer type photoreceptor is preferably prepared according to, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-19746.

単層有機感光層における電荷発生剤としてはフタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、キノン系顔料、ペリレン系顔料、キノシアトン系顔料、インジゴ系顔料、ビスベンゾイミダゾール系顔料、キナクリドン系顔料が挙げられ、好ましくはフタロシアニン系顔料、アゾ系顔料である。電荷輸送剤としてはヒドラゾン系、スチルベン系、フェニルアミン系、アリールアミン系、ジフェニルブタジエン系、オキサゾール系等の有機正孔輸送化合物が例示され、また、増感剤としては各種の電子吸引性有機化合物であって電子輸送剤としても知られているパラジフェノキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、クロラニル等が例示される。バインダーとしてはポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂が例示される。   Examples of the charge generator in the single-layer organic photosensitive layer include phthalocyanine pigments, azo pigments, quinone pigments, perylene pigments, quinothiaton pigments, indigo pigments, bisbenzimidazole pigments, and quinacridone pigments. These are phthalocyanine pigments and azo pigments. Examples of the charge transport agent include hydrazone-based, stilbene-based, phenylamine-based, arylamine-based, diphenylbutadiene-based, oxazole-based organic hole-transporting compounds, and sensitizers include various electron-withdrawing organic compounds. Examples thereof include paradiphenoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives and chloranil which are also known as electron transport agents. Examples of the binder include thermoplastic resins such as polycarbonate resin, polyarylate resin, and polyester resin.

各成分の組成比は、バインダー40〜75質量%、電荷発生剤0.5〜20質量%、電荷輸送剤10〜50質量%、増感剤0.5〜30質量%であり、好ましくはバインダー45〜65質量%、電荷発生剤1〜20質量%、電荷輸送剤20〜40質量%、増感剤2〜25質量%である。溶剤としては、下引き層に対して、溶解性を有しない溶媒が好ましく、トルエン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等が例示される。   The composition ratio of each component is 40 to 75% by mass of the binder, 0.5 to 20% by mass of the charge generating agent, 10 to 50% by mass of the charge transporting agent, and 0.5 to 30% by mass of the sensitizer. They are 45 to 65% by mass, charge generating agent 1 to 20% by mass, charge transporting agent 20 to 40% by mass, and sensitizer 2 to 25% by mass. The solvent is preferably a solvent that is not soluble in the undercoat layer, and examples thereof include toluene, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran.

各成分は、ホモミキサー、ボールミル、サンドミル、アトライター、ペイントコンディショナー等の攪拌装置で粉砕・分散混合され、塗布液とされる。塗布液は、下引き層上にディップコート、リングコート、スプレーコート等により乾燥後の膜厚15〜40μm、好ましくは20〜35μmで塗布され、単層有機感光体層とされる。   Each component is pulverized / dispersed and mixed with a stirrer such as a homomixer, a ball mill, a sand mill, an attritor, or a paint conditioner to obtain a coating solution. The coating solution is applied onto the undercoat layer by dip coating, ring coating, spray coating or the like so as to have a film thickness of 15 to 40 μm, preferably 20 to 35 μm after drying, to form a single-layer organic photoreceptor layer.

現像装置は、潜像坦持体上の静電潜像を非接触で反転現像し、可視像化するものである。現像装置は、一成分非磁性トナーTが収納され、トナーを補充しないトナー収容部と現像ローラ10からなる現像部とからなり、図示のごとく反時計方向で回転する供給ローラ8によりトナーを現像ローラ10に供給する。現像ローラは図示のごとく反時計方向に回転し、供給ローラ8により搬送されたトナーTをその表面に吸着した状態で潜像坦持体との対峙部に搬送し、潜像坦持体1上の静電潜像を可視像化する。   The developing device reversely develops the electrostatic latent image on the latent image carrying member in a non-contact manner to make a visible image. The developing device is composed of a toner containing portion that contains one-component non-magnetic toner T and does not replenish the toner, and a developing portion that consists of the developing roller 10, and the developing roller is supplied with toner by a supply roller 8 that rotates counterclockwise as shown. 10 is supplied. As shown in the figure, the developing roller rotates counterclockwise, and the toner T conveyed by the supply roller 8 is conveyed to the opposite part of the latent image carrier while being attracted to the surface of the developing roller 1. The electrostatic latent image is visualized.

現像ローラは、例えば直径16〜24mmの金属製のパイプの表面をメッキやブラスト処理したローラ、あるいは中心軸周面にNBR、SBR、EPDM、ウレタンゴム、シリコンゴム等からなる体積抵抗値104 〜108 Ω・cm、硬度が40〜70°(アスカーA硬度)の導電性弾性体層が形成されたものが使用できる。現像ローラのパイプのシャフトや中心軸を介して現像バイアス電圧が印加される。 The developing roller is, for example, a roller in which the surface of a metal pipe having a diameter of 16 to 24 mm is plated or blasted, or a volume resistance value of 10 4 to 10 NBU, SBR, EPDM, urethane rubber, silicon rubber or the like on the central shaft peripheral surface. What formed the conductive elastic body layer of 10 < 8 > ohm * cm and hardness 40-70 degrees (Asker A hardness) can be used. A developing bias voltage is applied through the shaft and central axis of the pipe of the developing roller.

規制ブレード9としてはSUS、リン青銅、ゴム板、金属薄板にゴムチップの貼り合わせたもの等が使用され、そのトナー接触面における仕事関数としては4.8〜5.4eVとするとよく、トナーの仕事関数より小さいものとするとよい。規制ブレードは、現像ローラに対して図示しないスプリング等の付勢手段により、あるいは弾性体としての反発力を利用して線圧0.08〜0.6N/cmで押圧され、トナー搬送量が0.3〜0.6mg/cm2 、また、現像ローラ上のトナー層厚を5〜20μm、好ましくは6〜10μm、トナー粒子の積層形態としては略1層となるように規制されることにより、トナー粒子の摩擦帯電を充分なものとできる。現像ローラ上のトナー層厚を2層以上(トナー搬送量0.7mg/cm2 以上)に規制すると、球形トナーのすり抜けが生じ、摩擦帯電作用を充分なものとできず、また、小粒径のトナーはトナー層規制部材と接触しない状態で通過して正帯電トナー化し、規制後のトナー層中に混在しやすくなり、カブリや転写効率の低下の原因となる。規制ブレード9に電圧を印加してブレードに接触するトナーへ電荷注入してトナー帯電量を制御してもよい。 As the regulating blade 9, SUS, phosphor bronze, rubber plate, a thin metal plate and a rubber chip bonded to each other are used, and the work function on the toner contact surface may be 4.8 to 5.4 eV. It should be smaller than the function. The regulating blade is pressed against the developing roller by a biasing means such as a spring (not shown) or by using a repulsive force as an elastic body at a linear pressure of 0.08 to 0.6 N / cm, and the toner conveyance amount is 0. 3 to 0.6 mg / cm 2 , and the toner layer thickness on the developing roller is 5 to 20 μm, preferably 6 to 10 μm. The frictional charging of the toner particles can be made sufficient. If the thickness of the toner layer on the developing roller is restricted to 2 layers or more (toner transport amount 0.7 mg / cm 2 or more), spherical toner may slip through, and the triboelectric charging function cannot be made sufficient, and the small particle size The toner passes through without being in contact with the toner layer regulating member and becomes a positively charged toner, and tends to be mixed in the regulated toner layer, causing fogging and a decrease in transfer efficiency. The toner charge amount may be controlled by applying a voltage to the regulating blade 9 and injecting electric charge into the toner contacting the blade.

現像ローラ10は潜像坦持体1と現像ギャップLを介して対峙される。現像ギャップとしては100〜350μmとするとよい。また、図示しないが直流電圧(DC)の現像バイアスとしては−200〜−500Vであり、これに重畳する交流電圧(AC)としては1.5〜3.5kHz、P−P電圧1000〜1800Vの条件とするとよい。また、反時計方向に回転する現像ローラの周速としては、時計方向に回転する潜像坦持体に対して1.0〜2.5、好ましくは1.2〜2.2の周速比とするとよい。   The developing roller 10 is opposed to the latent image carrier 1 via the developing gap L. The development gap is preferably 100 to 350 μm. Although not shown, the DC voltage (DC) developing bias is -200 to -500 V, and the superimposed AC voltage (AC) is 1.5 to 3.5 kHz, and the PP voltage is 1000 to 1800 V. It is better to make it a condition. The peripheral speed of the developing roller that rotates counterclockwise is 1.0 to 2.5, preferably 1.2 to 2.2, relative to the latent image carrier that rotates clockwise. It is good to do.

潜像坦持体と現像ローラとの対峙部において、トナーTは現像ローラ表面と潜像坦持体表面との間で振動し、静電潜像が現像されるが、トナー粒子と潜像坦持体は、現像ローラ表面と潜像坦持体表面との間でトナー8が振動する間に接触するので、正帯電トナーが存在しても後述する仕事関数の関係から正帯電トナーの負帯電化を可能とする。   The toner T vibrates between the surface of the developing roller and the surface of the latent image carrier at the opposing portion of the latent image carrier and the developing roller, and the electrostatic latent image is developed. Since the holder is in contact between the surface of the developing roller and the surface of the latent image carrier while the toner 8 vibrates, even if positively charged toner is present, the negatively charged toner Enable.

次に、中間転写媒体5は潜像坦持体1とバックアップローラ(転写ローラ)7との間に送られる。転写ローラは、中間転写媒体を潜像坦持体に圧接させると共に、転写電圧として負帯電トナーとは逆極性の電圧が印加される。   Next, the intermediate transfer medium 5 is sent between the latent image carrier 1 and the backup roller (transfer roller) 7. The transfer roller presses the intermediate transfer medium against the latent image carrier, and a voltage having a polarity opposite to that of the negatively charged toner is applied as a transfer voltage.

中間転写媒体としては、電子導電性の転写ドラムや転写ベルトが例示される。まず、転写ベルト方式の転写媒体は2種類の基体を用いるタイプに分けることができる。1つは樹脂からなるフィルムやシームレスベルト上に表層である転写層を設けるものであり、他は弾性体の基層上に表層である転写層を設けるものである。また、ドラム方式の転写媒体も2種類の基体を用いるタイプに分けることができる。1つは潜像坦持体が剛性のあるドラム、例えばアルミ製のドラム上に有機感光層を設けた場合には、中間転写媒体としてはアルミ等の剛性のあるドラム基体上に弾性の表層である転写層が設けられる。また、潜像坦持体の支持体がベルト状、あるいはゴム等の弾性支持体上に感光層を設けた所謂「弾性感光体」である場合には、中間転写媒体としてはアルミ等の剛性のあるドラム基体上に直接あるいは導電性中間層を介して表層である転写層を設けられるとよい。   Examples of the intermediate transfer medium include an electronic conductive transfer drum and a transfer belt. First, transfer belt type transfer media can be divided into types using two types of substrates. One is to provide a transfer layer as a surface layer on a resin film or a seamless belt, and the other is to provide a transfer layer as a surface layer on a base layer of an elastic body. The drum type transfer medium can also be divided into types using two kinds of substrates. One is that when an organic photosensitive layer is provided on a drum having a rigid latent image carrier, for example, an aluminum drum, the intermediate transfer medium has an elastic surface layer on a rigid drum substrate such as aluminum. A transfer layer is provided. When the support for the latent image carrier is a belt or a so-called “elastic photoreceptor” in which a photosensitive layer is provided on an elastic support such as rubber, the intermediate transfer medium is made of a rigid material such as aluminum. It is preferable that a transfer layer as a surface layer is provided on a certain drum substrate directly or via a conductive intermediate layer.

基体としては、公知の導電性あるいは絶縁性基体が使用可能である。転写ベルトの場合には、体積抵抗104 〜1012Ω・cm、好ましくは106 〜1011Ω・cmの範囲が好ましい。使用する基体により次の2種類に分けることができる。 As the substrate, a known conductive or insulating substrate can be used. In the case of a transfer belt, a volume resistance of 10 4 to 10 12 Ω · cm, preferably 10 6 to 10 11 Ω · cm is preferable. It can be divided into the following two types depending on the substrate used.

フィルムおよびシームレスに適する材質と作製方法としては、変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、ポリカーボネート、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに、導電性カーボンブラック、導電性酸化チタン、導電性酸化スズ、導電性シリカ等の導電材料を分散した厚さ50〜500μmの半導電性フィルム基体を押し出し成形でシームレス基体とする。そして、その外側にさらに表面エネルギーを下げ、トナーのフィルミングを防止する表面保護層として厚さ5〜50μmのフッ素コーティングを行ったシームレスベルトが挙げられる。塗工方法としては、浸漬コーティング法、リングコーティング法、スプレーコーティング法その他の方法を用いることができる。なお、転写ベルトの両端部には転写ベルトの端部で亀裂や伸びおよび蛇行防止のために、膜厚80μmのPETフイルム等のテープやウレタンゴム等のリブを貼り付けて使用する。   Films and seamlessly suitable materials and production methods include engineering polyimides such as modified polyimide, thermosetting polyimide, polycarbonate, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, nylon alloy, conductive carbon black, conductive titanium oxide A semiconductive film substrate having a thickness of 50 to 500 μm in which a conductive material such as conductive tin oxide or conductive silica is dispersed is formed into a seamless substrate by extrusion molding. Further, there is a seamless belt having a fluorine coating having a thickness of 5 to 50 μm as a surface protective layer for further reducing the surface energy to prevent toner filming. As a coating method, a dip coating method, a ring coating method, a spray coating method, or other methods can be used. Note that a tape such as a PET film having a film thickness of 80 μm and a rib such as urethane rubber are attached to both ends of the transfer belt to prevent cracks, elongation and meandering at the end of the transfer belt.

フィルムシートで基体を作製する場合には、ベルト状とするために端面を超音波溶着を行うことでベルトを作製することができる。具体的にはシートフィルム上に導電性層並びに表面層を設けてから、超音波溶着を行うことにより所望の物性を有する転写ベルトを作製することができる。具体的には、基体として厚さ60〜150μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを絶縁性基体として用いた場合には、その表面にアルミ等を蒸着し、必要によりさらにカーボンブラック等の導電材料と樹脂からなる中間導電性層を塗工し、その上にそれより高い表面抵抗を有するウレタン樹脂、フッ素樹脂、導電材料、フッ素系微粒子からなる半導電性表面層を設けて転写ベルトとすることができる。塗工後の乾燥時に熱をさほど必要としない抵抗層を設けることができる場合には、先にアルミ蒸着フィルムを超音波溶着させてから上記の抵抗層を設け、転写ベルトとすることも可能である。   In the case of producing a substrate with a film sheet, the belt can be produced by performing ultrasonic welding on the end face to form a belt shape. Specifically, a transfer belt having desired physical properties can be produced by performing ultrasonic welding after providing a conductive layer and a surface layer on a sheet film. Specifically, when a polyethylene terephthalate film having a thickness of 60 to 150 μm is used as an insulating substrate as a substrate, aluminum or the like is vapor-deposited on the surface, and an intermediate made of a conductive material such as carbon black and a resin if necessary. A transfer layer can be obtained by coating a conductive layer and providing a semiconductive surface layer made of urethane resin, fluororesin, conductive material, and fluorine-based fine particles having higher surface resistance. When it is possible to provide a resistance layer that does not require much heat during drying after coating, it is also possible to provide the above-mentioned resistance layer after ultrasonically depositing the aluminum vapor deposited film first, and use it as a transfer belt. is there.

ゴム等の弾性基体に適する材質と作製方法としては、シリコンゴム、ウレタンゴム、NBR(ニトリルゴム)、EPDM(エチレンプロピレンゴム)等に上記の導電材料を分散した厚さ0.8〜2.0mmの半導電性ゴムベルトを押し出し成形で作製後、表面をサンドペーパーやポリシャー等の研磨材により所望の表面粗さに制御する。このときの弾性層をこのままで使用してもよいが、さらに上記と同じようにして表面保護層を設けることができる。   The material suitable for the elastic substrate such as rubber and the production method include silicon rubber, urethane rubber, NBR (nitrile rubber), EPDM (ethylene propylene rubber), etc., and a thickness of 0.8 to 2.0 mm. After producing the semiconductive rubber belt by extrusion molding, the surface is controlled to a desired surface roughness with an abrasive such as sandpaper or polisher. The elastic layer at this time may be used as it is, but a surface protective layer can be further provided in the same manner as described above.

転写ドラムの場合には、体積抵抗104 〜1012Ω・cm、好ましくは107 〜1011Ω・cmの範囲が好ましい。転写ドラムはアルミ等の金属円筒上に必要により弾性体の導電性中間層を設けて導電性弾性基体とし、さらにその上に表面エネルギーを下げ、トナーのフィルミングを防止する表面保護層として半導電性の厚さ5〜50μmの、例えばフッ素コーティングを行い作製することができる。 In the case of a transfer drum, a volume resistance of 10 4 to 10 12 Ω · cm, preferably 10 7 to 10 11 Ω · cm is preferable. The transfer drum is provided with a conductive intermediate layer of an elastic body on a metal cylinder such as aluminum as necessary to form a conductive elastic base. Further, the surface energy is lowered on the transfer drum, and a semiconductive layer is used as a surface protective layer to prevent toner filming. For example, fluorine coating having a thickness of 5 to 50 μm can be produced.

導電性弾性基体としては、例えばシリコンゴム、ウレタンゴム、NBR(ニトリルゴム)、EPDM(エチレンプロピレンゴム)、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料に、カーボンブラック、導電性酸化チタン、導電性酸化スズ、導電性シリカ等の導電材料を配合、混練、分散した導電性ゴム素材を、直径が90〜180mmのアルミ円筒に密着成形して、研磨後の厚さが0.8〜6mmで、体積抵抗が104 〜1010Ω・cmとするとよい。次いで、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、導電材料、フッ素系微粒子からなる半導電性の表面層を膜厚約15〜40μm設けて、所望の体積抵抗107 〜1011Ω・cmを有する転写ドラムとすることができる。このときの表面粗さは1μmRa以下が好ましい。また、別の例としては上記のように作製した導電性弾性基体の上にフッ素樹脂等の半導電性のチューブを被せて、加熱により収縮させて所望の表面層と電気抵抗を有する転写ドラムを作製することも可能である。 Examples of the conductive elastic substrate include silicon rubber, urethane rubber, NBR (nitrile rubber), EPDM (ethylene propylene rubber), butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, epichlorohydrin rubber, and fluorine rubber. A conductive rubber material, such as carbon black, conductive titanium oxide, conductive tin oxide, and conductive silica, blended, kneaded, and dispersed into a rubber material such as carbon black is adhesively molded into an aluminum cylinder with a diameter of 90 to 180 mm. Then, it is preferable that the thickness after polishing is 0.8 to 6 mm and the volume resistance is 10 4 to 10 10 Ω · cm. Subsequently, a transfer drum having a desired volume resistance of 10 7 to 10 11 Ω · cm is provided by providing a semiconductive surface layer made of urethane resin, fluororesin, conductive material, and fluorine-based fine particles with a film thickness of about 15 to 40 μm. be able to. The surface roughness at this time is preferably 1 μmRa or less. As another example, a transfer drum having a desired surface layer and electric resistance is formed by covering a conductive elastic substrate manufactured as described above with a semiconductive tube such as a fluororesin and shrinking by heating. It is also possible to produce it.

転写ドラムや転写ベルトにおける導電性層には、一次転写電圧として+250〜+600Vの電圧が印加され、また、紙等の転写材への二次転写に際しては、二次転写電圧として+400〜+2800Vの電圧が印加されるとよい。   A voltage of +250 to +600 V is applied as the primary transfer voltage to the conductive layer in the transfer drum or the transfer belt, and a voltage of +400 to +2800 V is used as the secondary transfer voltage in the secondary transfer to a transfer material such as paper. Is preferably applied.

また、転写ローラ7は、直径10〜20mmの金属シャフトの周表面に弾性層、導電層、抵抗性表面層の順で積層した構造を有する。抵抗性表面層はフッ素樹脂、ポリビニルブチラール等の樹脂、ポリウレタン等のゴムに導電性カーボン等の導電性微粒子を分散させた可撓性に優れた抵抗性シートを使用することができ、表面が平滑であることが好ましく、体積抵抗値107 〜1011Ω・cm、好ましくは108 〜1010Ω・cmのものであり、膜厚は0.02〜2mmである。 The transfer roller 7 has a structure in which an elastic layer, a conductive layer, and a resistive surface layer are laminated in this order on the peripheral surface of a metal shaft having a diameter of 10 to 20 mm. The resistive surface layer can be made of a highly flexible resistive sheet in which conductive fine particles such as conductive carbon are dispersed in a resin such as a fluororesin or polyvinyl butyral, or a rubber such as polyurethane, and the surface is smooth. The volume resistance value is 10 7 to 10 11 Ω · cm, preferably 10 8 to 10 10 Ω · cm, and the film thickness is 0.02 to 2 mm.

導電層としては、ポリエステル樹脂等に導電性カーボン等の導電性微粒子を分散させた導電性樹脂、金属シート、また、導電性接着剤から選ばれるとよく、体積抵抗値が105 Ω・cm以下のものである。弾性層は、転写ローラが潜像坦持体に圧接して用いられる際にその圧接時に柔軟に変形し、圧接開放時にはすみやかに原形に復帰することが必要であり、発泡ゴムスポンジ等の弾性体を用いて形成される。発泡構造としては、連続発泡(通泡)構造、独立気泡構造のいずれてもよく、ゴム硬度(アスカーC硬度)30〜80のものとするとよく、膜厚は1〜5mmである。転写ローラの弾性変形により、潜像坦持体と中間転写媒体は幅広いニップ幅で密着させることができる。転写ローラによる潜像坦持体への押圧荷重は、0.245〜0.588N/cm、好ましくは0.343〜0.49N/cmとするとよい。 The conductive layer may be selected from a conductive resin in which conductive fine particles such as conductive carbon are dispersed in a polyester resin, a metal sheet, or a conductive adhesive, and has a volume resistance of 10 5 Ω · cm or less. belongs to. The elastic layer is required to be flexibly deformed when the transfer roller is pressed against the latent image carrier, and to return to its original shape as soon as the pressure is released. It is formed using. The foamed structure may be either a continuous foamed (foamed) structure or a closed cell structure, and may have a rubber hardness (Asker C hardness) of 30 to 80, and a film thickness of 1 to 5 mm. Due to the elastic deformation of the transfer roller, the latent image carrier and the intermediate transfer medium can be brought into close contact with each other with a wide nip width. The pressing load applied to the latent image carrier by the transfer roller is 0.245 to 0.588 N / cm, preferably 0.343 to 0.49 N / cm.

本発明のフルカラー画像形成装置においては、中間転写媒体の仕事関数をトナーの仕事関数よりも小さくすることにより、潜像坦持体上の転写残トナーを中間転写媒体に転写することができ、また、中間転写媒体から紙等の記録部材への転写後における中間転写媒体上の転写残トナー量を少なくできる。   In the full-color image forming apparatus of the present invention, the transfer residual toner on the latent image carrier can be transferred to the intermediate transfer medium by making the work function of the intermediate transfer medium smaller than the work function of the toner, In addition, the amount of residual toner on the intermediate transfer medium after the transfer from the intermediate transfer medium to a recording member such as paper can be reduced.

潜像坦持体(感光体)表面の仕事関数(Φopc )としては5.2〜5.6eV、好ましくは5.25〜5.5eVとするとよく、5.2eV未満であると、使用可能な電荷輸送剤の選択が困難になるという問題があり、また、5.6eVを超えると使用可能な電荷発生剤の選択が困難になるという問題がある。 The work function (Φ opc ) of the surface of the latent image carrier (photoconductor) is 5.2 to 5.6 eV, preferably 5.25 to 5.5 eV, and can be used if it is less than 5.2 eV. There is a problem that it is difficult to select a charge transporting agent, and when it exceeds 5.6 eV, it is difficult to select a usable charge generating agent.

中間転写媒体表面の仕事関数(ΦtM)としては、4.9〜5.5eV、好ましくは4.95〜5.45eVとするとよい。中間転写媒体表面の仕事関数(ΦtM)が5.5eVより大きいと、トナーとしての材料設計が困難となるので好ましくなく、また、4.9eVより小さいと中間転写媒体中の導電剤の量が多くなりすぎ、中間転写媒体の機械的強度が低下するという問題がある。 The work function (Φ tM ) on the surface of the intermediate transfer medium is 4.9 to 5.5 eV, preferably 4.95 to 5.45 eV. If the work function (Φ tM ) on the surface of the intermediate transfer medium is larger than 5.5 eV, it is not preferable because the material design as a toner becomes difficult, and if it is smaller than 4.9 eV, the amount of the conductive agent in the intermediate transfer medium is not preferable. There is a problem that the mechanical strength of the intermediate transfer medium is lowered due to excessive increase.

また、規制ブレードの仕事関数をトナーの仕事関数より小さいものとしておくとよく、逆帯電トナーの発生をより防止できる。   In addition, the work function of the regulating blade is preferably made smaller than the work function of the toner, and the generation of the reversely charged toner can be further prevented.

本発明のフルカラー画像形成装置は、非磁性一成分負帯電球形トナー粒子の平均円形度Rを0.970〜0.985と高くすることにより、転写効率の高いものとでき、後述する図6に示すカラー画像形成装置のごとく潜像坦持体をクリーナーレス化できる(潜像坦持体をクリーナーレス化する場合には、中間転写媒体にクリーニング手段が設けられる)が、球形トナーの仕事関数(Φt )と、画像形成装置における潜像担持体表面の仕事関数(ΦOPC)と中間転写媒体の仕事関数(ΦM )の関係として、Φt >ΦOPC>ΦtMとすることにより、より転写効率に優れるものとでき、潜像坦持体表面への転写残トナーの量を少なくできる。 The full-color image forming apparatus of the present invention can achieve high transfer efficiency by increasing the average circularity R of non-magnetic one-component negatively charged spherical toner particles to 0.970 to 0.985. The latent image carrier can be made cleaner-less as in the color image forming apparatus shown (when the latent image carrier is made cleaner-free, the intermediate transfer medium is provided with a cleaning means), but the work function of the spherical toner ( Φ t ), and the relationship between the work function (Φ OPC ) of the latent image carrier surface in the image forming apparatus and the work function (Φ M ) of the intermediate transfer medium, Φ t > Φ OPC > Φ tM The transfer efficiency can be improved, and the amount of toner remaining on the surface of the latent image carrier can be reduced.

また、中間転写媒体表面の仕事関数(ΦtM)としては4.9〜5.5eVとでき、また、非磁性一成分負帯電球形トナーの仕事関数として5.25〜5.85eVとできるが、本発明のフルカラー画像形成装置においては、中間転写媒体の仕事関数をトナーの仕事関数より少なくとも0.2eV小さくすることにより、紙等の記録部材への転写後における中間転写媒体上の転写残トナー量を少なくできる。 The work function (Φ tM ) on the surface of the intermediate transfer medium can be 4.9 to 5.5 eV, and the work function of the nonmagnetic one-component negatively charged spherical toner can be 5.25 to 5.85 eV. In the full-color image forming apparatus of the present invention, the amount of residual toner on the intermediate transfer medium after transfer to a recording member such as paper is reduced by making the work function of the intermediate transfer medium at least 0.2 eV smaller than the work function of the toner. Can be reduced.

図4に示す画像形成装置において、現像プロセスをイエローY、シアンC、マゼンタM、ブラックKからなる4色のトナー(現像剤)による現像器と感光体を組み合わせればフルカラー画像形成装置となる。図5は、タンデム方式の一例を示し、潜像坦持体にはクリーニング手段が配置されず、潜像坦持体をクリーナーレスとするものである。また、図6(a)は、本発明におけるロータリー方式のフルカラープリンターの一例で、潜像坦持体にはクリーニング手段23として図6(b)に示すロールブラシ(ファーブラシ)が配置されている。   In the image forming apparatus shown in FIG. 4, the developing process is a full-color image forming apparatus by combining a developing device and a photoreceptor using toner (developer) of four colors consisting of yellow Y, cyan C, magenta M, and black K. FIG. 5 shows an example of the tandem system, in which no cleaning means is disposed on the latent image carrier, and the latent image carrier is cleanerless. FIG. 6A is an example of a rotary-type full-color printer according to the present invention, and a roll brush (fur brush) shown in FIG. .

図5は、本発明におけるタンデム方式のカラープリンタの一例を説明する図である。画像形成装置201は、潜像坦持体にクリーニング手段を有さないものであり、ハウジング202と、ハウジング202の上部に形成された排紙トレイ203と、ハウジング202の前面に開閉自在に装着された扉体204を有し、ハウジング202内には、制御ユニット205、電源ユニット206、露光ユニット207、画像形成ユニット208、排気ファン209、転写ユニット210、給紙ユニット211が配設され、扉体204内には紙搬送ユニット212が配設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a tandem color printer according to the present invention. The image forming apparatus 201 does not have a cleaning unit in the latent image carrier, and is attached to the housing 202, a paper discharge tray 203 formed on the top of the housing 202, and a front surface of the housing 202 so as to be opened and closed. In the housing 202, a control unit 205, a power supply unit 206, an exposure unit 207, an image forming unit 208, an exhaust fan 209, a transfer unit 210, and a paper feed unit 211 are disposed. In 204, a paper transport unit 212 is disposed. Each unit has a configuration that can be attached to and detached from the main body, and can be removed and repaired or replaced integrally during maintenance or the like.

転写ユニット210は、ハウジング202の下方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ213と、駆動ローラ213の斜め上方に配設される従動ローラ214と、この2本のローラのみで間に張架されて図示矢印方向(反時計方向)へ循環駆動される中間転写ベルト215を備え、従動ローラ214および中間転写ベルト215が駆動ローラ213に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。これにより中間転写ベルト215の駆動時のベルト張り側(駆動ローラ213により引っ張られる側)217が下方に位置し、ベルト弛み側218が上方に位置するようにされている。   The transfer unit 210 includes a driving roller 213 disposed below the housing 202 and driven to rotate by a driving source (not shown), a driven roller 214 disposed obliquely above the driving roller 213, and the two rollers. An intermediate transfer belt 215 that is stretched between and circulated and driven in the direction of the arrow shown in the figure (counterclockwise) is provided. It is installed. As a result, the belt tension side (side pulled by the drive roller 213) 217 during driving of the intermediate transfer belt 215 is positioned below, and the belt slack side 218 is positioned above.

駆動ローラ213は、後述する2次転写ローラ219のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ213の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が1×105 Ω・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、2次転写ローラ219を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ213に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、2次転写部へ記録材が進入する際の衝撃が中間転写ベルト215に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。 The drive roller 213 also serves as a backup roller for a secondary transfer roller 219 described later. A rubber layer having a thickness of about 3 mm and a volume resistivity of 1 × 10 5 Ω · cm or less is formed on the peripheral surface of the driving roller 213, and the secondary transfer is performed by grounding through a metal shaft. A conductive path of the secondary transfer bias supplied via the roller 219 is used. Thus, by providing the driving roller 213 with a rubber layer having high friction and shock absorption, it is difficult for the impact when the recording material enters the secondary transfer portion to be transmitted to the intermediate transfer belt 215, thereby preventing image quality deterioration. can do.

また、駆動ローラ213の径を従動ローラ214の径より小さくしている。これにより、2次転写後の記録紙が記録紙自身の弾性力で剥離し易くすることができる。   Further, the diameter of the driving roller 213 is made smaller than the diameter of the driven roller 214. Thereby, the recording paper after the secondary transfer can be easily peeled by the elastic force of the recording paper itself.

また、中間転写ベルト215の裏面には、後述する画像形成ユニット208を構成する各色毎の単色画像形成ユニットY,M,C,Kの潜像坦持体220に対向して1次転写部材221が当接され、1次転写部材221には転写バイアスが印加されている。   Further, on the back surface of the intermediate transfer belt 215, the primary transfer member 221 is opposed to the latent image carrier 220 of single color image forming units Y, M, C, K for each color constituting the image forming unit 208 described later. And a transfer bias is applied to the primary transfer member 221.

画像形成ユニット208は、複数(本実施形態では4つ)の異なる色の画像を形成する単色画像形成ユニットY(イエロー用),M(マゼンタ用),C(シアン用),K(ブラック用)を備え、各単色画像形成ユニットY,M,C,Kにはそれぞれ、有機感光層、無機感光層を形成した感光体からなる潜像坦持体220と、潜像坦持体220の周囲に配設された、コロナ帯電器からなる帯電手段222および現像手段223を有している。   The image forming unit 208 is a single color image forming unit Y (for yellow), M (for magenta), C (for cyan), K (for black) that forms a plurality of (four in this embodiment) images of different colors. The monochromatic image forming units Y, M, C, and K are respectively provided with a latent image carrier 220 formed of a photosensitive member on which an organic photosensitive layer and an inorganic photosensitive layer are formed, and around the latent image carrier 220. It has a charging means 222 and a developing means 223 which are provided with a corona charger.

各単色画像形成ユニットY,M,C,Kの潜像坦持体220が中間転写ベルト215のベルト張り側217に当接されるようにされ、その結果、各単色画像形成ユニットY,M,C,Kも駆動ローラ213に対して図で左側に傾斜する方向に配設される。潜像坦持体220は、図示矢印に示すように、中間転写ベルト215と逆方向に回転駆動される。   The latent image carrier 220 of each monochrome image forming unit Y, M, C, K is brought into contact with the belt tension side 217 of the intermediate transfer belt 215. As a result, each monochrome image forming unit Y, M, C and K are also arranged in a direction inclined to the left in the drawing with respect to the drive roller 213. The latent image carrier 220 is driven to rotate in the direction opposite to that of the intermediate transfer belt 215 as indicated by the arrows in the figure.

露光ユニット207は、画像形成ユニット208の斜め下方に配設され、内部にポリゴンミラーモータ224、ポリゴンミラー225、f−θレンズ226、反射ミラー227、折り返しミラー228を有し、ポリゴンミラー225から各色に対応した画像信号が共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されて射出され、f−θレンズ226、反射ミラー227、折り返しミラー228を経て、各単色画像形成ユニットY,M,C,Kの潜像坦持体220に照射され、潜像を形成する。なお、各単色画像形成ユニットY,M,C,Kの潜像坦持体220への光路長は折り返しミラー228の作用によって実質的に同一の長さにされている。   The exposure unit 207 is disposed obliquely below the image forming unit 208, and includes a polygon mirror motor 224, a polygon mirror 225, an f-θ lens 226, a reflection mirror 227, and a folding mirror 228. Are modulated and formed based on a common data clock frequency, passed through an f-θ lens 226, a reflection mirror 227, and a folding mirror 228, and then output to each monochrome image forming unit Y, M, C, K. The latent image carrier 220 is irradiated to form a latent image. Note that the optical path lengths of the monochromatic image forming units Y, M, C, and K to the latent image carrier 220 are made substantially the same by the action of the folding mirror 228.

次に、現像手段223について、単色画像形成ユニットYを代表して説明する。本実施態様においては、各単色画像形成ユニットY,M,C,Kが図で左側に傾斜する方向に配設されているので、トナー収納容器229が斜め下方に傾斜して配置されている。   Next, the developing unit 223 will be described on behalf of the monochromatic image forming unit Y. In the present embodiment, since the single color image forming units Y, M, C, and K are arranged in a direction inclined to the left side in the drawing, the toner storage container 229 is arranged obliquely downward.

すなわち、現像手段223は、トナーを収納するトナー収納容器229と、このトナー収納容器229内に形成されたトナー貯蔵部230(図のハッチング部)と、トナー貯蔵部230内に配設されたトナー撹拌部材231と、トナー貯蔵部230の上部に区画形成された仕切部材232と、仕切部材232の上方に配設されたトナー供給ローラ233と、仕切部材232に設けられトナー供給ローラ233に当接される帯電ブレード234と、トナー供給ローラ233および潜像坦持体220に近接するように配設される現像ローラ235と、現像ローラ235に当接される規制ブレード236とから構成されている。   That is, the developing unit 223 includes a toner storage container 229 that stores toner, a toner storage unit 230 (hatched portion in the drawing) formed in the toner storage container 229, and a toner disposed in the toner storage unit 230. The agitating member 231, a partition member 232 partitioned on the toner storage unit 230, a toner supply roller 233 disposed above the partition member 232, and abutting the toner supply roller 233 provided on the partition member 232 A charging blade 234, a developing roller 235 disposed so as to be close to the toner supply roller 233 and the latent image carrier 220, and a regulating blade 236 that contacts the developing roller 235.

現像ローラ235およびトナー供給ローラ233は、図示矢印に示すように、潜像坦持体220の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材231は供給ローラ233の回転方向とは逆方向に回転駆動される。トナー貯蔵部230において撹拌部材231により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材232の上面に沿ってトナー供給ローラ233に供給され、供給されたトナーは可撓性材料によって作製された帯電ブレード234と摺擦して供給ローラ233の表面の凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ235の表面に供給される。   The developing roller 235 and the toner supply roller 233 are driven to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the latent image carrier 220 as shown by the arrows in the figure, while the stirring member 231 is opposite to the rotation direction of the supply roller 233. It is rotationally driven in the direction. The toner stirred and carried by the stirring member 231 in the toner storage unit 230 is supplied to the toner supply roller 233 along the upper surface of the partition member 232, and the supplied toner is a charging blade 234 made of a flexible material. The surface of the supply roller 233 is supplied to the surface of the developing roller 235 by the mechanical adhesion force to the concavo-convex portion of the supply roller 233 and the adhesion force due to the frictional band power.

現像ローラ235に供給されたトナーは規制ブレード236により所定厚さに薄層化規制される。薄層化したトナー層は、潜像坦持体220へと搬送されて現像ローラ235と潜像坦持体220が近接する現像領域で潜像坦持体220の静電潜像を現像する。   The toner supplied to the developing roller 235 is regulated to be thinned to a predetermined thickness by the regulating blade 236. The thinned toner layer is transported to the latent image carrier 220 and develops the electrostatic latent image on the latent image carrier 220 in the development region where the developing roller 235 and the latent image carrier 220 are close to each other.

また、画像形成時には、給紙ユニット211は、記録材Sの複数枚が積層保持されている給紙カセット238と、給紙カセット238から記録材Sを一枚ずつ給送するピックアップローラ239を備えている。   Further, at the time of image formation, the paper feed unit 211 includes a paper feed cassette 238 in which a plurality of recording materials S are stacked and held, and a pickup roller 239 that feeds the recording materials S from the paper feed cassette 238 one by one. ing.

紙搬送ユニット212は、二次転写部への記録材Sの給紙タイミングを規定するゲートローラ対240(一方のローラはハウジング202側に設けられている)と、駆動ローラ213および中間転写ベルト215に圧接される二次転写手段としての二次転写ローラ219と、主記録材搬送路241と、定着手段242と、排紙ローラ対243と、両面プリント用搬送路244を備えており、記録材に転写した後に、中間転写ベルト215に残留する転写残りトナーは、クリーニング手段216によって除去される。   The paper transport unit 212 includes a gate roller pair 240 (one roller is provided on the housing 202 side) that defines the timing of feeding the recording material S to the secondary transfer unit, a drive roller 213 and an intermediate transfer belt 215. A secondary transfer roller 219 as a secondary transfer unit that is in pressure contact with the recording medium, a main recording material conveyance path 241, a fixing unit 242, a discharge roller pair 243, and a duplex printing conveyance path 244. The toner remaining on the intermediate transfer belt 215 after the transfer to the intermediate transfer belt 215 is removed by the cleaning unit 216.

定着手段242は、少なくも一方にハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵した回転自在な定着ローラ対245と、この定着ローラ対245の少なくも一方側のローラを他方側に押圧付勢してシート材に2次転写された2次画像を記録材Sに押圧する押圧手段を有し、記録材に2次転写された2次画像は、定着ローラ対245の形成するニップ部で所定の温度で記録材に定着される。   The fixing unit 242 includes a sheet material that presses and urges at least one roller of the fixing roller pair 245 toward the other side, and a pair of rotatable fixing rollers 245 each including a heating element such as a halogen heater. The secondary image that has been secondarily transferred to the recording material S is pressed against the recording material S, and the secondary image that has been secondarily transferred to the recording material is recorded at a predetermined temperature at the nip formed by the fixing roller pair 245. Fixed to the material.

中間転写ベルト215が駆動ローラ213に対して図で左側に傾斜する方向に配設されているため、右側に広い空間が生じその空間に定着手段242を配設することができ、画像形成装置の小型化を実現することができると共に、定着手段242で発生する熱が、左側に位置する露光ユニット207、中間転写ベルト215および各単色画像形成ユニットY,M,C,Kへ悪影響をおよぼすことを防止することができる。   Since the intermediate transfer belt 215 is disposed in a direction inclined to the left in the drawing with respect to the driving roller 213, a wide space is generated on the right side, and the fixing unit 242 can be disposed in the space. It is possible to realize downsizing, and heat generated by the fixing unit 242 adversely affects the exposure unit 207, the intermediate transfer belt 215, and the single-color image forming units Y, M, C, and K located on the left side. Can be prevented.

次に、図6(a)は、本発明に係る一括転写方式の4サイクルロータリー現像方式のカラー画像形成装置の説明図であり、紙等の記録材の両面にフルカラー画像を形成することのでき、ケース10と、このケース10内に収容された、像担持体ユニット20と、露光手段としての露光ユニット30と、現像手段としての現像器(現像装置)40と、中間転写体ユニット50と、定着手段としての定着ユニット(定着器)60とを備えている。ケース10には装置本体の図示しないフレームが設けられており、このフレームに各ユニット等が取り付けられている。   Next, FIG. 6A is an explanatory diagram of a color image forming apparatus of a batch transfer type four-cycle rotary development system according to the present invention, which can form a full color image on both sides of a recording material such as paper. The case 10, the image carrier unit 20, the exposure unit 30 as the exposure means, the developing device (developing device) 40 as the development means, the intermediate transfer body unit 50, And a fixing unit (fixing device) 60 as fixing means. The case 10 is provided with a frame (not shown) of the apparatus main body, and each unit is attached to the frame.

像担持体ユニット20は、外周面に感光層を有する潜像坦持体(感光体)21と、この感光体21の外周面を一様に帯電させる帯電手段(スコロトロン帯電器)22とを有しており、この帯電手段22により一様に帯電させられた感光体21の外周面を露光ユニット30からのレーザー光Lで選択的に露光して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像器40で現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とし、このトナー像を中間転写体ユニット50の中間転写ベルト51に一次転写部T1で一次転写し、さらに、二次転写部T2で、転写対象である用紙に二次転写させるようになっている。   The image carrier unit 20 includes a latent image carrier (photoconductor) 21 having a photosensitive layer on the outer peripheral surface, and a charging unit (scorotron charger) 22 that uniformly charges the outer peripheral surface of the photoconductor 21. Then, the outer peripheral surface of the photoconductor 21 uniformly charged by the charging means 22 is selectively exposed with the laser light L from the exposure unit 30 to form an electrostatic latent image, and this electrostatic latent image is formed. A toner as a developer is applied to the image by a developing device 40 to form a visible image (toner image), and the toner image is primarily transferred to the intermediate transfer belt 51 of the intermediate transfer body unit 50 by the primary transfer portion T1, The secondary transfer portion T2 performs secondary transfer onto a sheet to be transferred.

ケース10内には、上記二次転写部T2により片面に画像が形成された用紙をケース10上面の用紙排出部(排紙トレイ部)15に向けて搬送する搬送路16と、この搬送路16により用紙排出部15に向けて搬送された用紙をスイッチバックさせて他面にも画像を形成すべく前記二次転写部T2に向けて返送する返送路17とが設けられている。ケース10の下部には、複数枚の用紙を積層保持する給紙トレイ18と、その用紙を一枚ずつ上記二次転写部T2に向けて給送する給紙ローラ19とが設けられている。   In the case 10, a conveyance path 16 that conveys a sheet on which an image is formed on one side by the secondary transfer section T <b> 2 toward a sheet discharge section (sheet discharge tray section) 15 on the top surface of the case 10, and the conveyance path 16. A return path 17 is provided for switching back the sheet conveyed toward the sheet discharge unit 15 and returning it to the secondary transfer unit T2 so as to form an image on the other side. Under the case 10, there are provided a paper feed tray 18 for laminating and holding a plurality of sheets, and a paper feed roller 19 for feeding the sheets one by one toward the secondary transfer portion T2.

現像器40はロータリ現像器であり、回転体本体41に対して、それぞれトナーが収容された複数の現像器カートリッジが着脱可能に装着されている。この実施の形態では、イエロー用の現像器カートリッジ42Yと、マゼンタ用の現像器カートリッジ42Mと、シアン用の現像器カートリッジ42Cと、ブラック用の現像器カートリッジ42Kとが設けられていて(図ではイエロー用の現像器カートリッジ42Yのみを直接描いてある)、回転体本体41が矢印方向に90度ピッチで回転することによって、感光体21に現像ローラ43を選択的に対峙させ、感光体21の表面を選択的に現像することが可能となっている。   The developing device 40 is a rotary developing device, and a plurality of developing device cartridges each containing toner are detachably attached to the rotating body main body 41. In this embodiment, a yellow developer cartridge 42Y, a magenta developer cartridge 42M, a cyan developer cartridge 42C, and a black developer cartridge 42K are provided (in the drawing, yellow Only the developing device cartridge 42Y is directly depicted), and the rotating body main body 41 is rotated at a pitch of 90 degrees in the direction of the arrow, so that the developing roller 43 is selectively opposed to the photosensitive member 21 and the surface of the photosensitive member 21 Can be selectively developed.

また、露光ユニット30は、板ガラス等で構成された露光窓31から上記レーザー光Lを感光体21に向けて照射するようになっている。   Further, the exposure unit 30 is configured to irradiate the photosensitive member 21 with the laser light L from an exposure window 31 made of plate glass or the like.

図6(a)(b)に示すように、クリーニング手段23は一次転写ローラ56の下流に潜像坦持体21に対向して設けられ、そのクリーナケース24内には、例えば、金属バネ等のスパイラル部材からなる螺旋回転体25が配設されている。また、クリーナケース24にそれぞれ取り付けられ、クリーニング手段23を現像時に当離接可能に配置する当離接手段26によって保持されている。また、クリーナーケース24には、下シール27および上シール28が設けられており、潜像坦持体21との間からのトナーの脱落を防止している。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the cleaning unit 23 is provided downstream of the primary transfer roller 56 so as to face the latent image carrier 21, and a metal spring or the like is provided in the cleaner case 24, for example. A spiral rotating body 25 made of a spiral member is provided. The cleaning means 23 is attached to the cleaner case 24 and is held by a contact / separation means 26 arranged so as to be able to contact / separate during development. Further, the cleaner case 24 is provided with a lower seal 27 and an upper seal 28 to prevent the toner from dropping from the latent image carrier 21.

現像後、潜像坦持体21に残留したトナーは、潜像坦持体21とは逆回転をするロールブラシ29に掻き落とされてクリーナケース24に収容され、螺旋回転体25でクリーニングケースの背面方向へと搬送されてクリーナケース24から図示しない廃トナータンクへ移される。しかし、クリーナケース24内のトナーを完全には除去することは難しく、これらの廃トナーが残留している状態で装置を搬送等で激しく振動させると、クリーナの内部に残留したトナーが舞い上がり、装置の内部に飛散してしまう。したがって、クリーナケース24に清掃用の孔を設け、その孔を通して残留トナーを吸引する様にすることが好ましい。   After development, the toner remaining on the latent image carrier 21 is scraped off by a roll brush 29 that rotates in a reverse direction to the latent image carrier 21 and is stored in the cleaner case 24. It is conveyed in the rear direction and is transferred from the cleaner case 24 to a waste toner tank (not shown). However, it is difficult to completely remove the toner in the cleaner case 24. If the apparatus is vibrated vigorously by conveyance or the like in a state where these waste toners remain, the toner remaining inside the cleaner rises, and the apparatus Will be scattered inside. Therefore, it is preferable to provide a cleaning hole in the cleaner case 24 and suck the residual toner through the hole.

クリーニング装置に使われるロールブラシは、特開平10−293439号公報に記載の方法とによって作製することができる。金属製芯棒ロールに多数本の導電性ブラシ毛を基布にパイル織りしたリボン状のブラシ体を、芯棒ロールに螺旋状に巻回し、パイル織りの方向が、ブラシ体の長手方向と直行した方向である。   The roll brush used in the cleaning device can be produced by the method described in JP-A-10-293439. A ribbon-shaped brush body in which a number of conductive brush bristles are pile-woven on a metal core rod roll and wound on a base fabric is wound spirally around the core rod roll, and the direction of pile weaving is perpendicular to the longitudinal direction of the brush body. Direction.

この導電性ブラシ毛はナイロン、レーヨン、ビニロン、ポリエステル、アクリルなどを基材にしたカーボンブラック等の導電性材料を分散した導電糸より形成され、抵抗は導電性炭素材料の量により任意に調整できる。この導電性繊維の太さは、600D/Fであり、織り密度は、100,000F/inch2 であって、バイル長さは6.5mmである。基布は縦糸と横糸よりなり、太さ40/2のポリエステル合成糸より構成され、この基布に導電性繊維がW織りのベタ広幅織りを行い、縦方向に織り方向を有するパイル織りからなる基布が得られる。 The conductive brush bristles are formed from conductive yarn in which a conductive material such as carbon black based on nylon, rayon, vinylon, polyester, acrylic, etc. is dispersed, and the resistance can be arbitrarily adjusted by the amount of the conductive carbon material. . The thickness of this conductive fiber is 600 D / F, the weave density is 100,000 F / inch 2 , and the bail length is 6.5 mm. The base fabric is composed of warp yarns and weft yarns, and is composed of 40/2 thick polyester synthetic yarns. The base fabric is made of a pile weave with a wide weave of W weave and conductive direction in the longitudinal direction. A base fabric is obtained.

基布にパイル織りをした後、基布の裏面に導電性のスチレンブタジエンゴム(SBR)を用いバックコートを行う。その後、基布をスリット幅が15mmずつに切断して、リボン状のブラシ体を形成する。芯棒ロールはシャフトの径が6mmであり、その材質はSUMにカニゼンメッキを行っている。この芯棒ロールに両面粘着テープを巻き付ける。そして、この両面粘着テープの上に、リボン状のブラシ体を螺旋状に捲き回していく。その後、ブラシロールを直毛加工とした場合、その外径を15mmにし、ロールブラシすなわちファーブラシの完成体とした。   After pile weaving the base fabric, back coating is performed using conductive styrene butadiene rubber (SBR) on the back surface of the base fabric. Thereafter, the base fabric is cut into 15 mm slits to form a ribbon-like brush body. The core rod roll has a shaft diameter of 6 mm, and the material of the core rod roll is KANIGEN plating. A double-sided adhesive tape is wound around the core roll. Then, a ribbon-like brush body is spirally wound on the double-sided adhesive tape. After that, when the brush roll was processed with straight hair, the outer diameter thereof was set to 15 mm to obtain a finished product of a roll brush, that is, a fur brush.

作製したロールブラシについて、導電性繊維に各種の合成繊維(東英産業製)を選び、仕事関数を測定すると、ナイロン系のUNNが4.80eV、GBNが4.93eV、ビニロン系のUSVが4.95eV、ポリエステル系の4KCが5.70eVであった。本発明においては、仕事関数4.95eVのUSV材質ロールブラシ1、仕事関数5.70eVの4KC材質ロールブラシ2を使用した。   For the produced roll brush, various synthetic fibers (manufactured by Toei Sangyo Co., Ltd.) were selected as the conductive fibers, and the work function was measured. 0.95 eV, polyester-based 4KC was 5.70 eV. In the present invention, a USV material roll brush 1 having a work function of 4.95 eV and a 4KC material roll brush 2 having a work function of 5.70 eV were used.

中間転写体ユニット50は、図示しないユニットフレームと、このフレームで回転可能に支持された駆動ローラ54,従動ローラ55,一次転写ローラ56、一次転写部T1でのベルト51の状態を安定させるためのガイドローラ57,およびテンションローラ58と、これらローラに掛け回されて張架された前記中間転写ベルト51とを備えており、ベルト51が図示矢印方向に循環駆動される。   The intermediate transfer body unit 50 stabilizes the state of the belt 51 at a unit frame (not shown), a driving roller 54, a driven roller 55, a primary transfer roller 56, and a primary transfer portion T1 that are rotatably supported by the frame. A guide roller 57, a tension roller 58, and the intermediate transfer belt 51 stretched around these rollers are provided, and the belt 51 is circulated and driven in the direction of the arrow in the figure.

感光体21と一次転写ローラ56との間において前記一次転写部T1が形成されており、駆動ローラ54と本体側に設けられた二次転写ローラ10bとの圧接部において前記二次転写部T2が形成される。   The primary transfer portion T1 is formed between the photosensitive member 21 and the primary transfer roller 56, and the secondary transfer portion T2 is in a pressure contact portion between the driving roller 54 and the secondary transfer roller 10b provided on the main body side. It is formed.

二次転写ローラ10bは、前記駆動ローラ54に対して(したがって中間転写ベルト51に対して)接離可能であり、接触した際に二次転写部T2が形成される。   The secondary transfer roller 10b can be brought into contact with and separated from the drive roller 54 (and therefore with respect to the intermediate transfer belt 51), and when it comes into contact, a secondary transfer portion T2 is formed.

したがって、カラー画像を形成する際には、二次転写ローラ10bが中間転写ベルト51から離間している状態で中間転写ベルト51上において複数色のトナー像が重ね合わされてカラー画像が形成され、その後、二次転写ローラ10bが中間転写ベルト51に当接し、その当接部(二次転写部T2)に用紙が供給されることによって用紙上にカラー画像(トナー像)が転写されることとなる。   Therefore, when forming a color image, a toner image of a plurality of colors is superimposed on the intermediate transfer belt 51 with the secondary transfer roller 10b being separated from the intermediate transfer belt 51, and then a color image is formed. The secondary transfer roller 10b comes into contact with the intermediate transfer belt 51, and the paper is supplied to the contact portion (secondary transfer portion T2), whereby a color image (toner image) is transferred onto the paper. .

トナー像が転写された用紙は、定着ユニット60の加熱ローラ対61を通ることでトナー像が溶融定着され、上記排紙トレイ部15に向けて排出される。定着器60は、加熱ローラ61にオイルを塗布しないオイルレスの定着器で構成してある。   The sheet on which the toner image has been transferred passes through the heating roller pair 61 of the fixing unit 60 to melt and fix the toner image, and is discharged toward the paper discharge tray unit 15. The fixing device 60 is constituted by an oilless fixing device that does not apply oil to the heating roller 61.

以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

(実施例1)
前述のトナー母粒子の製造例1で作製したシアントナー母粒子100質量部に対して表3のアルミナ微粒子それぞれ0.5質量部を、それぞれブレンダー(WARING社製)を用いて1分間混合攪拌した。その後、フロー式粒子像分析装置(シスメックス製 FPIA2100)を用いて、個数基準で粒子径範囲が3.00μm以下の積算%を測定した。それぞれの結果を表4に示す。
Example 1
0.5 parts by mass of the alumina fine particles shown in Table 3 were mixed and stirred for 1 minute using a blender (manufactured by WARING) with respect to 100 parts by mass of the cyan toner base particles produced in Production Example 1 of the toner base particles described above. . Thereafter, using a flow type particle image analyzer (FPIA2100 manufactured by Sysmex), the cumulative percentage with a particle size range of 3.00 μm or less was measured on a number basis. Each result is shown in Table 4.

Figure 2006201562
Figure 2006201562

従来、トナー母粒子からの遊離外添剤が多いと、粉体特性や帯電特性に影響を与え、特に連続印字を行うとトナーの挙動が不連続に変化するため、得られる画質(画像濃度、色再現性など)が均一でなくなり、カラー画像においては不利であるといわれている。   Conventionally, if there are many free external additives from toner base particles, the powder characteristics and charging characteristics are affected. Especially, when continuous printing is performed, the behavior of the toner changes discontinuously. Color reproducibility, etc.) is not uniform and is said to be disadvantageous in color images.

表4の結果から明らかなように、トナー母粒子とアルミナ微粒子との仕事関数差が小さいとシアントナー母粒子表面より遊離しやすく、仕事関数差が大きいほど遊離しがたいことがわかる。トナー母粒子とアルミナ微粒子との仕事関数差が0.4eV以上であるとα型アルミナ微粒子がほとんど遊離しないことがわかる。   As is clear from the results in Table 4, it can be seen that when the work function difference between the toner base particles and the alumina fine particles is small, the toner particles are more likely to be released from the surface of the cyan toner base particles, and as the work function difference is large, the release is more difficult. It can be seen that when the work function difference between the toner base particles and the alumina fine particles is 0.4 eV or more, the α-type alumina fine particles are hardly liberated.

(実施例2)
前述のトナー母粒子の製造例3で作製したイエロートナー母粒子100質量部に対して表3のα型アルミナ2(平均粒子径0.23μm)、α型アルミナ4(平均粒子径0.10μm)のそれぞれ0.5質量部を、ブレンダー(WARING社製)を用いてそれぞれ1分間混合攪拌した。その後、フロー式粒子像分析装置(シスメックス製 FPIA2100)を用いて、個数基準で粒子径範囲が3.00μm以下の積算%を測定した。結果を表5に示す。
(Example 2)
Α-type alumina 2 (average particle size 0.23 μm) and α-type alumina 4 (average particle size 0.10 μm) shown in Table 3 with respect to 100 parts by mass of the yellow toner base particles prepared in Production Example 3 of the toner base particles described above. 0.5 parts by mass of each were mixed and stirred for 1 minute using a blender (manufactured by WARING). Thereafter, using a flow type particle image analyzer (FPIA2100 manufactured by Sysmex), the cumulative percentage with a particle size range of 3.00 μm or less was measured on a number basis. The results are shown in Table 5.

Figure 2006201562
Figure 2006201562

イエロートナー母粒子にあっても、実施例1と同様の結果を与えることがわかる。   It can be seen that the same result as in Example 1 is obtained even with the yellow toner base particles.

(実施例3)
本発明の図5、図6に示すカラー画像形成装置における各部材の作製例を示す。
(Example 3)
An example of manufacturing each member in the color image forming apparatus shown in FIGS.

有機感光体の作製
直径30mmのアルミ素管の導電性支持体に、下引き層としてアルコール可溶性ナイロン{東レ(株)製「CM8000」}6質量部とアミノシラン処理された酸化チタン微粒子4質量部とをメタノール100質量部に溶解、分散させてなる塗工液をリングコーティング法で塗工し、温度100℃で40分乾燥させ、膜厚1.5〜2μmの下引き層を形成した。
Preparation of organophotoreceptor A conductive support of an aluminum tube having a diameter of 30 mm, 6 parts by mass of alcohol-soluble nylon {"CM8000" manufactured by Toray Industries, Inc.} as an undercoat layer, and 4 parts by mass of titanium oxide fine particles treated with aminosilane A coating solution prepared by dissolving and dispersing in 100 parts by mass of methanol was applied by a ring coating method and dried at a temperature of 100 ° C. for 40 minutes to form an undercoat layer having a thickness of 1.5 to 2 μm.

この下引き層上に、電荷発生顔料としてのオキシチタニルフタロシアニン顔料1質量部とブチラール樹脂{BX−1、積水化学(株)製}1質量部とジクロルエタン100質量部とを、φ1mmのガラスビーズを用いたサンドミルで8時間分散させて得られる顔料分散液をリングコーティング法で塗工し、80℃で20分間乾燥させ、膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。   On this undercoat layer, 1 part by mass of an oxytitanyl phthalocyanine pigment as a charge generating pigment, 1 part by mass of butyral resin {BX-1, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 100 parts by mass of dichloroethane are mixed with glass beads having a diameter of 1 mm. The pigment dispersion obtained by dispersing for 8 hours with the used sand mill was applied by a ring coating method and dried at 80 ° C. for 20 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 0.3 μm.

この電荷発生層上に、下記構造式(1)のスチリル化合物の電荷輸送物質40質量部とポリカーボネート樹脂(パンライトTS、帝人化成(株)製)60質量部をトルエン400質量部に溶解させ、乾燥膜厚が22μmになるように浸漬コーティング法で塗工、乾燥させて電荷輸送層を形成し、2層からなる有機感光体を作製した。   On this charge generation layer, 40 parts by mass of a charge transport material of a styryl compound of the following structural formula (1) and 60 parts by mass of a polycarbonate resin (Panlite TS, manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) are dissolved in 400 parts by mass of toluene. The charge transport layer was formed by applying and drying by a dip coating method so that the dry film thickness was 22 μm, and an organic photoreceptor consisting of two layers was produced.

構造式(1)   Structural formula (1)

Figure 2006201562
Figure 2006201562

得られた有機感光体の一部を切り欠き、試料片として、仕事関数を表面分析装置(AC−2型、理研計器(株)製)を用い、照射光量500nWで測定したところ、5.47eVを示した。   A part of the obtained organic photoreceptor was cut out, and a work piece was measured as a sample piece using a surface analyzer (AC-2 type, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) at an irradiation light amount of 500 nW, 5.47 eV. showed that.

現像ローラの作製例
直径18mmのアルミパイプ表面にニッケルメッキ(厚さ10μm)を施した。表面粗さ(Rz)は4μmであった。この現像ローラ表面の仕事関数を同様の条件で測定したところ、4.58eVであった。
Example of developing roller The surface of an aluminum pipe having a diameter of 18 mm was subjected to nickel plating (thickness 10 μm). The surface roughness (Rz) was 4 μm. The work function on the surface of the developing roller was measured under the same conditions as 4.58 eV.

規制ブレードの作製例
厚さ80μmのSUS板に厚さ1.5mmの導電性ウレタンゴムチップを導電性接着剤で貼り付けた。同様の条件でのウレタンゴム面の仕事関数は5eVであった。
Production Example of Regulating Blade A conductive urethane rubber chip having a thickness of 1.5 mm was attached to a SUS plate having a thickness of 80 μm with a conductive adhesive. The work function of the urethane rubber surface under the same conditions was 5 eV.

中間転写ベルト1の作製例
ポリブチレンテレフタレート85質量部、ポリカーボネート15質量部およびアセチレンブラック15質量部を窒素雰囲気下でミキサーにより予備混合し、得られた混合物を引続き窒素ガス雰囲気下で二軸押出機により混練し、ペレット化した。このペレットを環状ダイスを有する一軸押出機により260℃にて外径170mm、厚さ160μmのチューブ状フイルムに押出した。次に、押し出した溶融チューブを、環状ダイスと同じ軸線上に支持した冷却インサイドマンドレルにより内径を規制し、冷却固化させてシームレスチューブを作製した。規定寸法に切断し、外径172mm、幅342mm、厚さ150μmのシームレスベルトを得た。この転写ベルトの体積抵抗は3.2×108 Ω・cmであった。仕事関数を同様の条件で測定したところ5.19eV、規格化光電子収率10.88であった。
Preparation Example of Intermediate Transfer Belt 1 85 parts by mass of polybutylene terephthalate, 15 parts by mass of polycarbonate, and 15 parts by mass of acetylene black were premixed by a mixer in a nitrogen atmosphere, and the resulting mixture was continuously twin-screw extruder in a nitrogen gas atmosphere. Were kneaded and pelletized. The pellets were extruded into a tubular film having an outer diameter of 170 mm and a thickness of 160 μm at 260 ° C. by a single screw extruder having an annular die. Next, an inner diameter of the extruded molten tube was regulated by a cooling inside mandrel supported on the same axis as the annular die, and the tube was cooled and solidified to produce a seamless tube. A seamless belt having an outer diameter of 172 mm, a width of 342 mm, and a thickness of 150 μm was obtained by cutting into specified dimensions. The volume resistance of this transfer belt was 3.2 × 10 8 Ω · cm. When the work function was measured under the same conditions, it was 5.19 eV and a normalized photoelectron yield of 10.88.

(トナー粒子の作製)
トナー母粒子の製造例1〜4で得られた各トナー母粒子をそれぞれ100質量部秤量し、各トナー母粒子に対して、流動性改良剤である平均粒子径が約12nmの疎水性シリカ0.5質量%、平均粒子径が約40nmの疎水性シリカ0.5質量%、平均粒子径が20nmの疎水性酸化チタン0.5質量%、表3のα型アルミナ1を0.3質量%をラボラトリミキサーを使用し、10,000rpm、1分間外添処理した後、平均粒子径が約30nmの疎水性正帯電性シリカ0.3質量%、各トナー母粒子の色に合わせて下記表6に示す金属石鹸粒子を0.1質量%とを添加し、10,000rpm、1分間外添処理し、評価用トナーをそれぞれ作製した。
(Production of toner particles)
100 parts by mass of each of the toner base particles obtained in Production Examples 1 to 4 of the toner base particles are weighed, and the hydrophobic silica 0 having an average particle diameter of about 12 nm, which is a fluidity improver, is added to each toner base particle. 0.5% by mass of hydrophobic silica having an average particle size of about 40 nm, 0.5% by mass of hydrophobic titanium oxide having an average particle size of 20 nm, and 0.3% by mass of α-type alumina 1 in Table 3 Was added externally at 10,000 rpm for 1 minute using a laboratory mixer, then 0.3% by mass of hydrophobic positively-charged silica having an average particle size of about 30 nm and the following Table 6 according to the color of each toner base particle. Then, 0.1 wt% of the metal soap particles shown in FIG. 6 was added, and external addition treatment was performed at 10,000 rpm for 1 minute to prepare evaluation toners.

また、α型アルミナ1に代えて表3のα型アルミナ3を使用した以外は、上記と同様にして評価用トナーをそれぞれ作製した。   Further, evaluation toners were prepared in the same manner as described above except that the α-type alumina 3 shown in Table 3 was used instead of the α-type alumina 1.

Figure 2006201562
Figure 2006201562

上記で作製した評価用トナーを収容した現像ユニットを、図5に示す非磁性一成分非接触現像方式で、潜像坦持体クリーナレス方式のタンデムカラー画像形成装置にセットした。セット順は、紙が供給される下流側からみて、シアン現像器、マゼンタ現像器、イエロー現像器、ブラック現像器の順とした。   The developing unit containing the evaluation toner prepared above was set in a tandem color image forming apparatus of a latent image carrier cleanerless system by the non-magnetic one-component non-contact developing system shown in FIG. The order of setting was the order of cyan developer, magenta developer, yellow developer, and black developer as viewed from the downstream side where the paper was supplied.

下記の表7には、初期と、各色5%カラー原稿に相当する文字原稿を20,000枚印字した後の現像ローラ上のトナーの帯電特性を、帯電量分布測定装置{E−SPARTアナライザー3型、ホソカワミクロン(株)製)で測定した各トナーの平均帯電量(−μc/g)、+トナー個数%を示す。   Table 7 below shows the charge characteristics of the toner on the developing roller at the initial stage and after printing 20,000 character originals corresponding to 5% color originals for each color. Charge amount distribution measuring device {E-SPART Analyzer 3 The average charge amount (−μc / g) of each toner and the number of toners% measured with a mold, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) are shown.

Figure 2006201562
Figure 2006201562

表7の結果によると、α型アルミナ1を用いた本発明の各色のトナーにおいては、いずれのトナーにおいてもトナー母粒子の仕事関数(Φt )とα型アルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )差が0.4eV以上であり、連続印字後における+トナー量の増大を抑制できるのに対して、比較例のα型アルミナ3を用いた比較用の各色のトナーにおいては、トナー母粒子の仕事関数(Φt )がα型アルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )の差が小さく、平均帯電量の低下は少ないものの、逆極性である+トナー量が増大する傾向にあることがわかる。 According to the results of Table 7, in each color toner of the present invention using α-type alumina 1, the work function (Φ t ) of the toner base particles and the work function (Φ A ) of the α-type alumina fine particles are used in any toner. The difference is 0.4 eV or more, and the increase in the amount of + toner after continuous printing can be suppressed. On the other hand, in the comparative color toners using the α-type alumina 3 of the comparative example, the work of the toner base particles It can be seen that the function (Φ t ) is small in the work function (Φ A ) of the α-type alumina fine particles and the decrease in the average charge amount is small, but there is a tendency for the amount of + toner having a reverse polarity to increase.

また、下記の表8にJIS X 9201−1995準拠の標準画像データN−2A「カフェテリア」の画像を、初期と5%原稿を20,000枚印字した後に出力し、1枚目と20,001枚目の色再現性について評価し、結果を示した。なお、色再現性については1枚目の画像品質を10点満点とし、20,001枚目の画像を主観的に評価した。   Also, in Table 8 below, the standard image data N-2A “cafeteria” image conforming to JIS X 9201-1995 is output after printing 20,000 sheets of initial and 5% originals, and the first sheet and 20,001. The color reproducibility of the first sheet was evaluated and the results were shown. For color reproducibility, the quality of the first image was set to a maximum of 10 points, and the 20,001th image was subjectively evaluated.

Figure 2006201562
Figure 2006201562

表8によると、「カフェテリア」の出力画像を観察すると、1枚目と20,001枚目との比較において、本発明においては全体の彩度の低下が少なく、使用に耐えるカラー画像品質であったのに対して、比較においては全体の彩度が低下し、くすんだ画像を与えるものであった。   According to Table 8, when the output image of “cafeteria” is observed, in the present invention, the overall saturation is small and the color image quality withstands the use in comparison with the first sheet and the 20,001th sheet. On the other hand, in the comparison, the overall saturation was lowered and a dull image was given.

(実施例4)
トナー母粒子の製造例5〜8で得られた各トナー母粒子に対して、シアントナー母粒子5に対してはα型アルミナ1を、他の3色のトナー母粒子に対してはα型アルミナ2を使用し、また、トナー母粒子に添加する金属石鹸の組合せを下記表9の如くとした以外は、実施例3と同様にして本発明の各色トナーを作製した。
Example 4
For each of the toner base particles obtained in Production Examples 5 to 8 of the toner base particles, α-type alumina 1 is used for cyan toner base particles 5 and α-type is used for the other three color toner base particles. Each color toner of the present invention was produced in the same manner as in Example 3 except that alumina 2 was used and the combination of metal soaps added to the toner base particles was as shown in Table 9 below.

また、α型アルミナ1、2に代えて、α型アルミナ3を0.3質量%同様に添加した以外は同様にして比較用である各色トナーを作製した。   Further, instead of α-type alumina 1 and 2, toners for comparison were prepared in the same manner except that α-type alumina 3 was added in the same manner at 0.3% by mass.

Figure 2006201562
Figure 2006201562

作製した各トナーの入った現像ユニットを、図6に示す非磁性一成分非接触現像方式で潜像坦持体にブラシクリーニング手段を有する4サイクルロータリー方式のフルカラープリンターにセットした。セット順は、トナー母粒子の仕事関数の大きいトナーより現像・転写されるようにした。すなわち、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの順である。画像処理もその順で行えるように調整した。   The developed developing unit containing each toner was set in a four-cycle rotary type full color printer having a latent image carrier having brush cleaning means by a non-magnetic one-component non-contact developing method shown in FIG. The order of setting was such that the toner base particles were developed and transferred from toner having a large work function. That is, the order is cyan, magenta, yellow, and black. Adjustments were made so that image processing could also be performed in that order.

評価の方法は、各色5%カラー原稿に相当する文字原稿を20,000枚印字した後の潜像坦持体と中間転写ベルトの合計クリーニング量を測定した。また、JIS X 9201−1995準拠の標準画像データN−2A「カフェテリア」の画像を、初期と5%原稿を20,000枚印字した後に出力し、1枚目と20,001枚目の色再現性について評価し、結果を示した。その結果を合計クリーニング量と共に表10に示す。なお、色再現性については1枚目の画像品質を10点満点とし、20,001枚目の画像を主観的に評価した。   The evaluation method was to measure the total cleaning amount of the latent image carrier and the intermediate transfer belt after printing 20,000 character originals corresponding to 5% color originals for each color. In addition, the standard image data N-2A “cafeteria” image conforming to JIS X 9201-1995 is output after printing 20,000 sheets of initial and 5% originals, and color reproduction of the first and 20,001 sheets. The sex was evaluated and the results were shown. The results are shown in Table 10 together with the total cleaning amount. For color reproducibility, the quality of the first image was set to a maximum of 10 points, and the 20,001th image was subjectively evaluated.

Figure 2006201562
Figure 2006201562

表10から明らかなように、本発明の各色トナーを用いた場合に比して、比較用のトナーでは、「カフェテリア」の画像を観察すると、1枚目と20,001枚目の比較において、全体の彩度が低下し、くすんだ画像を与えるものであった。これに対して、本発明の各色トナーを用いた場合には、カラー画像品質の低下が見られなかった。また、合計クリーニング量は比較用トナーのほぼ1/3であり、トナーの帯電特性と粉体特性は、比較用トナーに比して安定しているものと判断できた。   As is apparent from Table 10, when the “cafeteria” image is observed with the comparative toner, the comparison between the first sheet and the 20,001th sheet, compared with the case where each color toner of the present invention is used. The overall saturation was lowered, giving a dull image. On the other hand, when each color toner of the present invention was used, the color image quality was not deteriorated. Further, the total cleaning amount was about 1/3 of the comparative toner, and it was determined that the charging characteristics and powder characteristics of the toner were more stable than the comparative toner.

図1は、トナーの仕事関数を測定するために使用される測定セルを示す図で、(a)は正面図、(b)は側面図である。FIG. 1 is a diagram showing a measurement cell used for measuring the work function of toner, wherein (a) is a front view and (b) is a side view. 図2は、円筒形状の画像形成装置部材の仕事関数を測定する方法を説明する図であり、(a)は測定試料片の形状を示す斜視図、(b)は測定状態を示す図である。2A and 2B are diagrams for explaining a method for measuring a work function of a cylindrical image forming apparatus member. FIG. 2A is a perspective view showing a shape of a measurement sample piece, and FIG. 2B is a view showing a measurement state. . 図3は、トナーの仕事関数を表面分析装置を使用して測定したチャートの一例である。FIG. 3 is an example of a chart in which the work function of the toner is measured using a surface analyzer. 図4は、本発明の画像形成装置における非接触現像方式の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a non-contact developing method in the image forming apparatus of the present invention. 図5は、本発明におけるタンデム現像方式のフルカラー画像形成装置の一例を示し、潜像坦持体クリーナレスとする場合の説明図である。FIG. 5 shows an example of a tandem development type full-color image forming apparatus according to the present invention, and is an explanatory diagram in the case of a latent image carrier cleanerless. 図6(a)本発明の画像形成装置における4サイクル方式のフルカラープリンターの一例を示し、(b)は、潜像坦持体に設けられたクリーニング手段の説明図である。FIG. 6A shows an example of a four-cycle full-color printer in the image forming apparatus of the present invention, and FIG. 6B is an explanatory diagram of a cleaning unit provided in the latent image carrier.

符号の説明Explanation of symbols

1は潜像担持体、2は帯電手段、3は露光手段、4は現像手段、5は中間転写媒体、7はバックアップローラ、8はトナー供給ローラ、9はトナー規制ブレード(トナー層厚規制部材)、10は現像ローラ、Tは一成分非磁性トナーであり、Lは現像ギャップである。   1 is a latent image carrier, 2 is a charging unit, 3 is an exposing unit, 4 is a developing unit, 5 is an intermediate transfer medium, 7 is a backup roller, 8 is a toner supply roller, 9 is a toner regulating blade (toner layer thickness regulating member) ) 10 is a developing roller, T is a one-component non-magnetic toner, and L is a developing gap.

Claims (10)

少なくとも結着樹脂と着色剤とからなり、個数基準の平均粒径が4.5〜9μmであり、3μm以下の平均粒径の積算値が1%以下である粒度分布を有し、かつ、平均円形度が0.95〜0.99であるトナー母粒子に、平均粒子径が0.1μm〜1.0μmのアルミナ微粒子を外添した非磁性一成分負帯電球形トナーにおいて、前記トナー母粒子の仕事関数(Φt )を前記アルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )より少なくとも0.4eV以上大きくしたことを特徴とする非磁性一成分負帯電球形トナー。 It has at least a binder resin and a colorant, has a particle size distribution in which the average particle diameter based on the number is 4.5 to 9 μm, the integrated value of the average particle diameter of 3 μm or less is 1% or less, and the average In a non-magnetic one-component negatively charged spherical toner in which alumina fine particles having an average particle diameter of 0.1 μm to 1.0 μm are externally added to toner mother particles having a circularity of 0.95 to 0.99, A non-magnetic one-component negatively charged spherical toner characterized in that the work function (Φ t ) is at least 0.4 eV greater than the work function (Φ A ) of the alumina fine particles. トナー母粒子の仕事関数(Φt )が5.2〜5.8eVであると共にアルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )が4.8〜5.3eVであることを特徴とする請求項1記載の非磁性一成分負帯電球形トナー。 The work function (Φ t ) of the toner base particles is 5.2 to 5.8 eV, and the work function (Φ A ) of the alumina fine particles is 4.8 to 5.3 eV. Non-magnetic one-component negatively charged spherical toner. アルミナ微粒子が、α型アルミナ微粒子であることを特徴とする請求項1記載の非磁性一成分負帯電球形トナー。 2. The nonmagnetic one-component negatively charged spherical toner according to claim 1, wherein the alumina fine particles are α-type alumina fine particles. トナー母粒子が、溶解懸濁法により得られるものであることを特徴とする請求項1記載の非磁性一成分負帯電球形トナー。 2. The nonmagnetic one-component negatively charged spherical toner according to claim 1, wherein the toner base particles are obtained by a dissolution suspension method. トナー母粒子が、該トナー母粒子中に含有される着色剤をトナー母粒子表面に存在させるものであることを特徴とする請求項1記載の非磁性一成分負帯電球形トナー。 2. The non-magnetic one-component negatively charged spherical toner according to claim 1, wherein the toner base particles are those in which a colorant contained in the toner base particles is present on the surface of the toner base particles. フルカラートナーであることを特徴とする請求項1記載の非磁性一成分負帯電球形トナー。 The non-magnetic one-component negatively charged spherical toner according to claim 1, which is a full-color toner. 潜像坦持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を、逐次、複数の現像器を用いて非磁性一成分方式により現像してカラートナー像を形成した後、該潜像坦持体に形成されたトナー像を中間転写媒体に転写してカラートナー像を形成し、記録材上に転写し、定着するカラー画像形成装置において、該トナーが、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなり、個数基準の平均粒径が4.5〜9μmであり、3μm以下の平均粒径の積算値が1%以下である粒度分布を有し、かつ、平均円形度が0.95〜0.99であるトナー母粒子に、平均粒子径が0.1μm〜1.0μmのアルミナ微粒子を外添した非磁性一成分負帯電球形トナーであって、前記トナー母粒子の仕事関数(Φt )を前記アルミナ微粒子の仕事関数(ΦA )より0.4eV以上大きくしたことを特徴とするカラー画像形成装置。 An electrostatic latent image is formed on the latent image carrier, and the electrostatic latent image is sequentially developed by a non-magnetic one-component method using a plurality of developing units to form a color toner image, and then the latent image In a color image forming apparatus in which a toner image formed on a carrier is transferred to an intermediate transfer medium to form a color toner image, which is transferred onto a recording material and fixed, the toner includes at least a binder resin and a colorant The number-based average particle size is 4.5 to 9 μm, the integrated value of the average particle size of 3 μm or less is 1% or less, and the average circularity is 0.95 to A non-magnetic one-component negatively charged spherical toner obtained by externally adding alumina fine particles having an average particle size of 0.1 μm to 1.0 μm to toner mother particles having a particle size of 0.99, and a work function (Φ t ) was greater than 0.4eV than the work function ([Phi a) of the alumina particles Color image forming apparatus according to claim and. 現像方式が、非接触現像方式であることを特徴とする請求項7記載のカラー画像形成装置。 8. A color image forming apparatus according to claim 7, wherein the developing system is a non-contact developing system. カラー画像形成装置が、4サイクル方式のロータリー現像方式を採用したことを特徴とする請求項7記載のカラー画像形成装置。 8. The color image forming apparatus according to claim 7, wherein the color image forming apparatus employs a four-cycle rotary development system. カラー画像形成装置が、タンデム方式の現像方式を採用したことを特徴とする請求項7記載のカラー画像形成装置。 8. The color image forming apparatus according to claim 7, wherein the color image forming apparatus employs a tandem developing system.
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